CONFERENCIAS

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Neurodesarrollo

El Cerebro a lo largo de la Vida

Msc. Johnny Cartín Quesada ©

Introducción

Cuando se habla de neurociencias en el ámbito de la educación se hace

necesario discutir acerca de la naturaleza de ambas disciplinas tratando de

esclarecer los puntos de contacto entre ambas y evitando las zonas de

conflicto con el fin de construir una relación transdisciplinaria fluida que

beneficie a ambos ámbitos del conocimiento.

Existen muchas razones para incluir la neurociencia dentro del proceso de

formación profesional de los educadores, es evidente que el cerebro y su

funcionamiento están a la base de los procesos formativos humanos y no

resulta ni ético, ni deseable que la formación de los profesionales

encargados de dirigir y facilitar la adquisición generación de nuevo

conocimiento se desarrolle al margen de estos descubrimientos.

El desarrollo exponencial acerca del conocimiento del cerebro al que

hemos asistido en los últimos 30 años y la relevancia que ese conocimiento

tiene en todos los procesos de enseñanza y aprendizaje1 hace indispensable

que los contenidos neurocientíficos sean incorporados y elaborados al seno

de las teorías y modelos educativos.

Se podrían señalar múltiples razones para tender puentes de contacto entre

la neurociencia y la educación, esta demás señalar que los hallazgos de la

neurociencia tienen implicaciones para la teoría y la práctica educativa y

que estos ofrecen explicaciones con fuerte base empírica que permiten

profundizar en el conocimiento acerca de las condiciones bajo las cuales el

aprendizaje / y la enseñanza pueden ser más y mejor comprendidos.

Sin embargo existe una tendencia peligrosa -la bien llamada “neuro moda”-

la cual únicamente realiza cuestionamientos en un sentido: es decir,

preguntando ¿Cómo las neurociencia benefician a la educación?

1 Entendemos ambos procesos como independientes y autónomos no como un flujo continuo, ya que tanto

filogenética como ontogenéticamente son procesos separados.

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Sin embargo existe un flujo contrario que es igual de importante y es

preguntarse ¿cuáles son los posibles beneficios que recibe la neurociencia

de la cooperación transdisciplinaria con las disciplinas educativas?

Si bien es cierto este artículo no pretende agotar un tema tan extenso si

deseamos indicar algunos puntos de contacto entre ambas disciplinas

utilizando el tema del nuero desarrollo como un eje articulador y

problemizador, a la vez exploramos posibles líneas de desarrollo en ambas

disciplinas.

Puntos de contacto

Son muchísimas las áreas de desarrollo de la neurociencia que se podría

establecer como puntos de partida para establecer una relación entre esta

y una disciplina tan basta como la educación y sus aplicaciones

tecnológicas asociadas.

A la luz del estado actual de desarrollo de ambas disciplinas se podría partir

de lo obvio y decir que ambas en buena medida tienen por objeto de

estudio y materia prima de su trabajo las capacidades cognoscitivas

humanas, sin embargo eso no ha estado tan claro históricamente ni en la

neurociencia ni en la educación. No es nuestro objetivo establecer un

estado del arte del camino recorrido entre ambas disciplinas al respecto,

más bien optaremos por establecer esta obviedad como propuesta de

arranque sin atender a como se desarrollo históricamente esta situación.

Por el contrario estableceremos como punto de partida en nuestra discusión

las existencias de al menos 6 dogmas de la neurociencia clásica que tienen

implicaciones fundamentales en la educación y 9 ejes temáticos los cuales

podrían sentar las bases de un lenguaje común entre ambas disciplinas

Los dogmas caen

La neurociencia, como todas las demás ramas de la ciencia, está llena de

ideas dogmáticas sobre su objeto de estudio. Una serie de principios que

han sido considerados como fundamentales para nuestra comprensión de

la función cerebral hoy por hoy han sido puestos en entredicho

replanteando por completo lo que sabíamos al respecto.

Pero el cerebro humano es un órgano desconcertante en cuanto a su

complejidad - es a menudo considerado como el objeto más complejo del

universo conocido – y por supuesto no renuncia a sus secretos fácilmente.

Así que no es sorprendente que en los últimos años, los neurocientíficos

hayan hecho un buen número de descubrimientos que revolucionan

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muchos de nuestros dogmas sobre el cerebro, y nos obligan a reconsiderar

lo que pensábamos que sabíamos acerca de cómo funciona.

Estos descubrimientos han replanteado 6 ideas fundamentales:

1. El cerebro humano adulto no es plástico: a este respecto la labor pionera llevada a cabo por Michael Merzenich y sus colegas de fines de la

década de los 70 y principios de los 80 puso de manifiesto que este no es

cierto. Ahora sabemos que el cerebro es capaz de reorganizarse

ampliamente, más allá aun de lo que hubiésemos considerado posible,

particularmente en respuesta a la experiencia y las lesiones. El

aprendizaje es considerado hoy como el resultado directo de la

modificación de las conexiones sinápticas en el cerebro; reorganización

“del cableado del cerebro” por así decirlo, y esto ocurre siempre que nos

exponemos a nuevas experiencias o después de severas lesiones.

2. El cerebro humano adulto no puede regenerarse: La opinión de que el cerebro adulto no puede generar nuevas células nerviosas ha sido un

dogma central de la neurociencia. Pero ahora sabemos que el cerebro

humano adulto contiene pequeñas poblaciones de células madre

neurales, que son capaces de dividirse a fin de generar nuevas neuronas

durante la edad adulta.

3. Los neurotransmisores son liberados sólo en las hendiduras sinápticas: Según la opinión convencional, las neuronas reciben aportaciones de

otras células nerviosas a través del proceso sináptico, es decir cuando el

potencial de acción llega a la terminal sináptica provoca la liberación

de neurotransmisores, que se difunden para obtener una respuesta en la

membrana postsináptica. Sin embargo, varios estudios publicados

publicado el año pasado demuestran que los neurotransmisores también

pueden ser liberados de los axones en la sustancia blanca del cuerpo

calloso.

4. Las neuronas son los elementos funcionales del sistema nervioso. En el siglo XIX, el descubrimiento de la neurona –fue un gran salto adelante- y

fue seguido rápidamente por la toma de conciencia de que el sistema

nervioso contiene otro tipo de células: las células gliales. Las cuales

fueron relegadas a un papel secundario como meras células de apoyo.

Sin embargo, en los últimos años, este punto de vista ha comenzado a

cambiar; hoy se sabe que regulan la comunicación entre las neuronas y

controlar el flujo de sangre a través de los vasos capilares en el cerebro.

También pueden comunicarse con las neuronas y pueden generar

potenciales de acción. En lugar de ser meras células de apoyo, la

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neuroglia ha demostrado ser uno de los principales actores en la función

cerebral.

5. Las neuronas se comportan como interruptores binarios: En otras palabras, una célula nerviosa está encendida o apagada, genera un

potencial de acción o no lo hace en una respuesta de "todo o nada". Es

decir, se necesita una cantidad mínima de estimulación antes de que

una neurona produzca un impulso nervioso. Sin embargo desde hace

tiempo se sabe que las células del sistema nervioso de los invertebrados

producen potenciales en los cuales la cantidad de neurotransmisor

liberada es proporcional a la intensidad del estímulo.

6. Las neuronas se comunican entre sí sólo por la propagación de potenciales de acción: aunque esta es la forma estándar de

comunicación entre neuronas hoy sabemos que algunas células en el

sistema nervioso pueden transmitir señales por la propagación de una

cascada de mensajeros secundarios. Estas cascadas de señalización

bioquímica puede viajar a lo largo de las fibras nerviosas, y puede

obtener la liberación de neurotransmisores de las terminales nerviosas, en

ausencia de actividad eléctrica.

Estos replanteamientos de las ideas centrales del funcionamiento del cerebro

poseen impactos profundo en la relación de esta disciplina con la educación,

temas como la neuroplasticidad, el aprendizaje, la estimulación, la memoria, el

lenguaje, la emoción, la resolución de problemas, la “inteligencia” y la

estimulación, se nos presentan como temas comunes para el desarrollo de un

lenguaje común.

Una contribución muy importante que es producto de esta ruptura de las ideas

dominantes es el concepto de plasticidad o neuroplasticidad, que implica que

el cerebro se organiza y reorganiza durante todo el desarrollo. Por un lado, esto

significa que no es posible pensar en el cerebro a lo largo del ciclo vital como

un órgano terminado acabado y desarrollado. Por otra parte, también significa

que hay oportunidades para intervenir modificando las condiciones de

desarrollo a través de educación y entrenamiento, no importa en qué etapa

de mi vida me encuentre.

Este concepto a su vez replantea el clásico debate sobre la manera en que los

niños crecen y desarrollan sus personalidades y pone en tela de juicio el psuedo

debate entre “naturaleza vs crianza” que antepone la "Naturaleza, herencia o

genética" refiriéndose a la idea de que los niños nacen de la manera que son, y

que lo que nosotros hacemos tiene muy poca influencia sobre lo que van a ser,

con la ideas de "Crianza, entorno o estimulación" que se refiere a la idea de

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que el ambiente en que se que desenvuelve el niño y la manera en que lo

crían son el factor fundamental en su desarrollo.

Hoy sabemos que la resultante final en el desarrollo de cualquier sistema

nervioso es la acción combinada de múltiples factores algunos genéticos otros

ambientales, continuar polarizando esta discusión solo retrasa en desarrollo de

las teorías en educación. Es por el contrario mucho más importante introducir

en la discusión conceptos como:

1. Puntos críticos en el desarrollo del cerebro: aquí nos referimos a la

idea de que existen ciertos procesos de desarrollo cerebral que

contando con una amplia base genética son sensibles a

estimulación/configuración por medios factores ambientales dentro

de espacios o ventanas temporales muy claramente definidos.

2. Diferencias entre la maduración cronológicas y cognitiva del cerebro: hace mucho sabemos que los cerebros funcionan de manera distinta

según la edad pero esa información no ha permeado los ámbitos

educativos.

3. Diferencias funcionales, hormonales y estructurales por género: hoy por hoy es más necesario que nunca evidenciar que existen

diferencias estructurales y funcionales que son sensibles a

condiciones de género que hacen que nos desarrollemos, percíbanos

y razonemos de formas divergentes, durante mucho tiempo-más por

razones ideológicas que científicas- la masiva evidencia con la que

contamos de que esto es así se ha ignorado con serias repercusiones

en la educación de todos.(Este será el tópico de un articulo

separado)

Puntos críticos en el desarrollo del cerebro

Es importante incorporar la noción de puntos críticos en el desarrollo, como ya

dijimos la evidencia en este sentido es abrumadora- nuestro cerebro cambia a

lo largo de toda nuestra vida- y existen momentos en los cuales estamos

predefinidos genéticamente para recibir estimulación ambiental oportuna, a fin

de que configures ciertas habilidades de manera adecuada, estos procesos

deben de ser conocidos por el educador, y no solo conocidos, sino respetados

y potenciados por los procesos de educación formal a fin de no interferir y más

bien potenciar el desarrollo cognitivo, utilizando para esto sólida información

científica empíricamente fundamentada.

Conceptos como la apoptosis o muerte neuronal programada son parte de los

procesos normales en nuestro desarrollo cognitivo, los seres humanos nacemos

con casi todas las neuronas que su cerebro llegará a tener. Sin embargo al

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principio de nuestro desarrollo y siguiendo el diseño genético, el cerebro

produce más neuronas y más conexiones de las que necesitará. Sin embargo,

solamente conserva aquéllas que usa. Inmediatamente después de nacer el

cerebro alcanza el máximo de velocidad de crecimiento, de modo que a los

catorce meses de edad llega ya a pesar 900 gramos, lo que representa el 80%

del peso definitivo. Durante este período está creciendo a razón de 2

miligramos por minuto y su actividad metabólica es muy intensa.

Al momento del nacimiento por un proceso denominado darwinismo neuronal

y en el proceso de apoptosis más intenso casi el 95% de todas las conexiones

sinápticas son “podadas” afín de ofrecer a bebe conexiones “fuertes”, estas

conexiones se afianzan por intensos procesos competitivos entre las neuronas

Estos procesos de desarrollo se de conexiones y sus respectivas “podas” se

repite a lo largo de toda la niñez y adolescencia con menos intensidad.

Durante la infancia el crecimiento es muy rápido durante los primeros tres años

de vida, para luego disminuir dramáticamente en los 8 años siguientes.

Aproximadamente a los dos años de edad el cerebro tiene el doble de sinapsis

y utiliza el doble de energía corporal que el cerebro de un adulto. Ahora el

cerebro empieza a sintonizarse de manera fina, reforzando las conexiones que

usa y eliminando aquéllas que no usa. La "conexión" empieza a ser

permanente.

En este momento es cuando se empieza a hablar y a comprender el lenguaje.

Durante la primera infancia, las neuronas en las regiones del lenguaje del

cerebro se conectan entre sí en una gran maraña de interconexiones. Después

de esta actividad, aproximadamente a los 6 años de edad, el aprendizaje de

nuevos idiomas es más difícil. Los adultos aún pueden aprender otros idiomas,

pero la mayor parte de ellos nunca llegará a dominarlos tan bien como los

niños.

Maduración cronológica y cognitiva

Este proceso continua de manera continua durante la pubertad y

adolescencia, este periodo se caracterizada por cambios importantes en todos

los ámbitos -el carácter, el comportamiento, junto a incrementos de la

actividad hormonal, que condiciona la aparición de los caracteres sexuales

secundarios y una aceleración en la velocidad de crecimiento-. Ahora

sabemos que el cerebro no es una excepción.

Mediante la utilización de nuevas técnicas para medir la función del cerebro,

están permitiendo conocer mejor su proceso de desarrollo, comprobando que

esta demora más de lo que se pensaba, y que aun en la adolescencia no se

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ha completado. Ello plantea problemas cuando se trata de juzgar el

comportamiento del adolescente en relación al adulto y tiene serias

implicancias en los procesos de educación formal.

Jay Giedd y colaboradores del National Institute of Mental en Bethesda,

Maryland, muestra que antes de la pubertad se produce un repunte del

crecimiento de la materia gris, pero que luego es seguido por una disminución,

a un ritmo de 1% al año, durante todo el período de adolescencia. En la misma

medida, se incrementa el volumen de la materia blanca. Se piensa que el

proceso es la traducción de la interconexión neuronal, que van siendo

estimulados por la experiencia.

Ahora sabemos que la velocidad de crecimiento disminuye en la

adolescencia, pero continúa hasta los 17 años, cuando ya alcanza una taza

estable de desarrollo que se estabiliza hasta un periodo que va desde los 21 a

25 años según sea el caso.

Existen múltiples evidencias de cambios en la corteza orbito frontal, el cuerpo

calloso, el estriatum ventral derecho, la glándula pineal, cerebelo, es decir en

prácticamente todo el cerebro. Todo es parte de un cambio progresivo que

tiene por objetivo una maduración por etapas de ciertas capacidades

cognitivas según se crece.

Nitin Gogtay y sus colaboradores del mismo NIMH, han realizado un estudio de

seguimiento individuos, desde los 4 a los 21 años. Observan que desde la parte

posterior del cerebro, se va produciendo un cambio de materia gris a materia

blanca, que termina por cubrir hasta el lóbulo frontal, que sería el último que

termina su maduración. "Analizando las imágenes, observamos como una ola

de cambios del cerebro, que se mueve desde atrás hacia el frente, como el

incendio de un bosque” señalan los investigadores.

Esto marca serias diferencias de funcionamiento si se le compara con el

cerebro de un adulto, los cerebros adultos se comportan se comportan de un

modo diferente y esto tiene importantes consecuencias en la práctica

docente.

El cerebro adolecentes es distinto del adulto no porque posea una estructura

cerebral diferente, sino porque usan las mismas estructuras en diferente forma.

Un lóbulo frontal totalmente desarrollado, coordina impulsos que le vienen de

diferentes partes del cerebro", En la medida que el cerebro adolescente

madura, se reorganiza para integrar información que está recibiendo de

diferentes regiones.

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Beatriz Luna, de la Universidad de Pittsburg, usando IRM que ilumina los distintos

sitios del cerebro que se activan, ha encontrado que el cerebro del

adolescente se conecta sólo con regiones locales, mientras que el cerebro del

adulto lo hace con zonas distantes y más distribuidas.

Todos estos resultados apoyan otras evidencias que confirman que los

adolescentes no controlan los impulsos como los adultos. En un trabajo en la

revista "Child Development", se muestra que voluntarios de 14 años desarrollan

las tareas tan bien como los adultos, pero ellos activan los impulsos

principalmente sólo en la corteza pre frontal del lóbulo frontal, mientras que los

adultos, desarrollan respuestas más complejas. Es decir, los adolescentes para

lograr sus objetivos, usan mecanismos cerebrales diferentes a los del adulto.

Factores ambientales poseen también influencias profundas en el desarrollo del

aparato cognitivo, los adolecentes demuestran según las últimas evidencias ser

mucho más sensibles al trauma psicológico y el estrés crónico. Trabajos como

los de Susan Andersen, de la Escuela de Medicina de la Universidad de

Harvard, y sus colegas, hallaron que los sujetos expuestos al estrés durante la

adolescencia, tenían en la adultez concentraciones menores de nuero

transmisores clave en el hipocampo, una región cerebral importante para el

aprendizaje y la memoria. Por otra parte sus cerebros pueden ser más

susceptibles a cambios permanentes derivados del estrés, en comparación con

niños más pequeños.

Por otra parte otros estudios realizados en del NIMH y la UCLA EUA, demuestran

que muchos de los rasgos de personalidad depende en gran medida de los

estímulos recibidos en la adolescencia, entre los 12 y los 18 años, y los

comportamientos que incluyen a la rebeldía en ese periodo están influidos por

esos cambios.

Al parecer esos comportamientos típicos de la adolescencia no están sólo

influidos por los cambios hormonales, sino que el intercambio de estímulos con

el medio ambiente es fundamental para la conformación del perfil psicológico

de allí en adelante y la construcción de estructuras y funciones estaría influida

por esos estímulos y tendrían consecuencias permanentes.

Otro punto donde parece haber diferencias centrales entre el comportamiento

adulto y el adolecente está dada por el manejo emocional y la evaluación de

las consecuencias, trabajos como los de Jay Giedd, y John Baird de (NIH) de

Estados Unidos afirman que los adolescentes tienen 4 veces más probabilidades

que los conductores de más edad de verse involucrados en un choque y 3

veces más posibilidades de morir en un accidente de auto. Por otra parte los

adolescentes responden mal al tipo de pensamiento que requiere mirar el

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futuro para visualizar el resultado de sus acciones, una característica que

evalúa la capacidad de toma de riesgos. En los trabajos de Baird los

adolescentes tenían dificultades para generar hipótesis de que les podía

suceder, ya que no habían tenido acceso a las muchas experiencias que ya

han tenido los

En ese mismo sentido un estudio de los (NIH) de E.E.U.U sugiere que la región del

cerebro que inhibe el comportamiento riesgoso no se desarrolla

completamente hasta los 25 años. "Pensábamos que los niveles más altos de

madurez física y cerebral se alcanzaban a los 18 años, tal vez antes, de modo

que esto nos sorprendió", dijo Jay Giedd, un psiquiatra pediátrico que lideró el

estudio. Eso hace que la adolescencia sea "un tiempo peligroso, cuando

debería ser el mejor".

En conclusión la mayoría de los investigadores están de acuerdo que el

cerebro del adolescente no ha alcanzado la madurez y que sus respuestas son

diferentes a las del adulto, especialmente en lo que concierne al lóbulo frontal.

¿Pero entonces que pasa una vez que llegamos a la adultez?

Como ya dijimos durante muchos años –incluso en el ámbito de la

neurociencia- la idea dominante fue que el cerebro del adulto era un órgano

terminado, una alcanzada la adultez nuestra capacidad cognitiva alcanzaba

su esplendor y su tope y era realmente poco lo que podríamos hacer al

respecto. Al parecer todo se trataba de seguir viviendo y evitar el deterioro.

Todos escuchamos que una vez una neurona se pierde es imposible

recuperarla y la adultez era una suerte de campo minado para no perder más

neuronas de la cuenta

Aquí aparece de nuevo el concepto de plasticidad, a partir de las

investigaciones de los últimos 20 años, está bien establecido que el cerebro

puede adaptarse él mismo a cualquier circunstancia, lo que despliega

posibilidades sin precedente en el área de la educación y del desarrollo de

terapias para una gran variedad de condiciones neurológicas.

Trabajos como los de Santiago Canals proporcionan la primera evidencia de

que las modificaciones locales en pequeño número pueden ocasionar

cambios globales en la conectividad del cerebro. Modificaciones que son

susceptibles de ser introducidas por medio de nuevas experiencias de

aprendizaje.

El doctor Marx Baxter y sus colegas investigadores de la Universidad de

Auckland, en Nueva Zelanda, y de la Academia Sahlgrenska, en Suecia,

demostraron la existencia de células madre en ciertas zonas del cerebro,

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justamente debajo de cavidades llenas de líquido encéfalo raquídeo,

denominadas ventrículos "este estudio es importante porque revela un grupo

de neuronas en el cerebro humano adulto que continuamente se están

regenerando."

Si el cerebro se regenera y reorganiza a lo largo de toda la vida esto posee

serias implicaciones en el ámbito de la docencia, hoy sabemos que los taxistas

de Londres, los atletas olímpicos, los músicos profesionales generan cambios

estructurales y funcionales impresionantes por medio del entrenamiento y el

aprendizaje, pero lo que es interesante es que esto es cierto para todos

nosotros.

En su libro seminal de 1949, La organización del comportamiento, el

neuropsicólogo canadiense Donald Hebb postuló un mecanismo por el que la

experiencia puede convertirse en aprendizaje, afectando a las conexiones

entre células nerviosas del cerebro. Este mecanismo se ha convertido desde

entonces en el más intensamente estudiado por la neurociencia moderna, y en

general se cree que constituye la base celular del aprendizaje y la memoria,

aunque aún es preciso probarlo de forma inequívoca.

El reforzamiento persistente de una conexión entre dos células nerviosas que

sigue a la estimulación simultánea de ambas células es tal vez el primero y más

importante aporte de la neurociencia a la educación, la evidencia en este

sentido es abrumadora, el cerebro mantiene sus condiciones cognitivas en

mejor estado cuando es utilizado de manera activa en actividades que exijan

un mínimo de esfuerzo mental.

La vida es aprendizaje cuando una función deja de ser utilizada con

frecuencia, lo que normalmente ocurre es que esa capacidad se atrofia o al

volver a ser usada es deficiente. Nuestro cerebro posee la capacidad de

trabajar excelentemente y elevar sus índices de efectividad de respuesta ante

una situación o tarea que es constantemente llevada a cabo.

Entonces el ejercicio cognitivo e intelectual permanente se convierte en la

clave del mantenimiento y desarrollo de la capacidad cognitiva para que

todas sus capacidades se mantengan en un buen estado.

Mantener la exigencias cognitivas a lo largo de la adultez conlleva al aumento

de la circulación sanguínea, lo que procura una mayor desintoxicación en la

sangre, eleva la capacidad de oxigenación del cerebro y una mejor marcha

de las redes neuronales.