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El lóbulo frontal: el director ejecutivo del cerebro

Introducción

El lóbulo frontal es uno de los cuatro lóbulos de la corteza cerebral y constituye una región grande que está situada en la parte delantera del cerebro, justo detrás de la frente (ver figura 1). Es el responsable de procesos cognitivos complejos, las llamadas funciones ejecutivas. Estas funciones son operaciones mentales dirigidas hacia un fin que permiten el control conductual, es decir, posibilitan que podamos elegir, planificar y tomar decisiones voluntarias y conscientes. Según Elkhonon Goldberg, el lóbulo frontal es al cerebro lo que un director a una orquesta: coordina y dirige las otras estructuras neurales del cerebro en una acción concertada1.

                                 Fig 1. Representación de los cuatro lóbulos cerebrales: frontal
                                 (rojo), temporal (azul), parietal (verde) y occipital (amarillo)2.

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La memoria de trabajo, el lenguaje, el movimiento o la autoconciencia dependen del lóbulo frontal, así como la originalidad y la creatividad (para innovar hace falta conocer, lo que indica la importancia de la memoria de trabajo).

La región ejecutiva: la corteza prefrontal

La parte anterior de la corteza frontal, la corteza prefrontal (ver figura 2), desempeña el papel decisivo en las funciones ejecutivas a través de la  integración de la información, permitiendo la elección de objetivos y la organización de los planes de acción para realizarlos. Constituye una región cerebral que nos hace humanos y únicos porque es de las más recientes filogenéticamente y la última en madurar en la ontogénesis3.

Se ha demostrado que existe una relación entre el desarrollo de las funciones ejecutivas y el proceso de maduración de la corteza prefrontal. Algunos estudios demuestran que en niños de 5 años ya se han desarrollado, parcialmente, la memoria de trabajo, la inhibición y la flexibilidad cognitiva que son componentes claves de las funciones ejecutivas4.

La corteza orbitofrontal, que forma parte de la corteza prefrontal, está implicada en el procesamiento y control socioemocional, en el trabajo cooperativo y su responsabilidad en las funciones frontales se debe a sus conexiones con la amígdala y el sistema de motivación y gratificación de la dopamina.

                                               Fig 2. Representación de la corteza prefrontal.

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Desde la perspectiva educativa, es importante analizar el aprendizaje de las funciones ejecutivas del cerebro, dada su responsabilidad en la dirección y regulación de la conducta del alumno. El autocontrol y la capacidad de inhibir la respuesta instintiva constituyen factores críticos en la optimización del rendimiento académico (y no sólo académico).

El lóbulo frontal en acción: novedad y rutina

Diversos experimentos han demostrado que el lóbulo frontal se activa más  cuando la tarea es novedosa. En un estudio5 se pedía a los participantes el verbo adecuado que representaba a un sustantivo que era presentado visualmente. Mediante la tecnología PET (tomografía por emisión de positrones) se observó un mayor flujo sanguíneo en el lóbulo frontal. Sin embargo, cuando los participantes seguían con el experimento y el proceso se convertía en rutinario, el flujo sanguíneo desaparecía. Al introducir una nueva tarea similar a la inicial, se observó un aumento del flujo sanguíneo frontal que no alcanzó los máximos iniciales. Esta investigación demostraba la importancia del papel desempañado por el lóbulo frontal en el procesamiento cognitivo novedoso. Cuando las tareas realizadas ya son conocidas la participación del lóbulo frontal es menor, asumiendo el control el resto de la neocorteza.

En otro estudio6 se midió el flujo sanguíneo cerebral (mediante la misma tecnología que el anterior) a participantes a los que se presentó una tarea novedosa y se observó que el lóbulo frontal derecho se activó más que el izquierdo. La práctica continuada de las tareas hacía que el lóbulo frontal izquierdo se activara más que el derecho. Esto sugiere que en el proceso de aprendizaje existe un desplazamiento del control cognitivo desde el hemisferio derecho al izquierdo conforme la tarea novedosa inicial se hace más familiar. Además, se comprobó una mayor activación en las partes posteriores de la corteza respecto a las frontales mientras se asimilaba la experiencia. Este estudio resultó de suma importancia porque también determinó que el lóbulo frontal (especialmente el derecho) es el responsable de mantener la atención continua. Y el que permite a nuestros alumnos, aburridos ante nuestras explicaciones, evitar la desconexión cuando creen que puede existir alguna información importante. Una muestra más de la confrontación continua entre el cerebro inconsciente (más emocional y automático) y la consciencia (más racional y no automática).

Autocontrol

En un artículo anterior 7, analizábamos los experimentos realizados por Walter Mischel sobre el aplazamiento de la recompensa en niños de 4 años de edad. La investigación demostró una correlación entre la incapacidad para controlar los impulsos básicos en la infancia y connotaciones socioemocionales y académicas negativas en la adolescencia. En concreto, las pruebas de aplazamiento de la recompensa de los niños de 4 años de edad predecían mejor que el cociente intelectual los resultados en las pruebas SAT (Test de Aptitud Académica).

Los experimentos de Mischel y similares sugerían cómo mejorar el autocontrol: cuando se dieron instrucciones a los niños impulsivos sobre cómo obviar la recompensa (en aquellos casos las golosinas) se observó que eran capaces de inhibir el impulso. La impulsividad infantil se puede educar de forma progresiva: el niño comienza obedeciendo las instrucciones del entorno familiar y educativo para luego darse a sí mismo las instrucciones necesarias para ejecutarlas. La dependencia inicial va generando la propia autonomía, construyendo una voluntad que no es innata, que depende del desarrollo y que constituye un factor crítico en la madurez social.

¿Por qué hay niños que son capaces de aplazar la recompensa con 4 años y otros no? Según Allan Schore 8, las interacciones sociales tempranas entre la madre y el niño son cruciales para el desarrollo normal de la corteza orbitofrontal durante los primeros meses de vida. Al gran crecimiento del cerebro durante el primer año, hay que añadir la influencia de los cuidadores sobre el bebé que afecta  a las conexiones entre el cerebro ejecutivo (lóbulo frontal) y el cerebro emocional (sistema límbico).

Resumiendo, el niño necesita al adulto  para que sea un guía válido  que  permita ayudarle en el proceso de reflexión y vaya induciendo creencias positivas sobre su capacidad.

Emociones y sentimientos en la toma de decisiones

Continuamente abogamos, como objetivo educativo esencial, por la enseñanza de la gestión emocional, asumiendo con naturalidad la presencia de emociones positivas y negativas aunque intentando cultivar las primeras en detrimento de las segundas. Las emociones y lo sentimientos que de ellas se derivan9 son componentes imprescindibles en los procesos de razonamiento, toma de decisiones y experiencias sociales. Aquí tiene un gran valor el habla interior: ¿Cómo realicé el ejercicio?, ¿qué consecuencias tuvo su resolución?, ¿qué emociones recuerdo de aquel suceso?,… Según Antonio Damasio , “el hecho de que los sentimientos sean acontecimientos mentales nos ayuda a resolver problemas no rutinarios que implican creatividad, juicio y toma de decisiones que requieren la presentación y manipulación de enormes cantidades de conocimuiento”.10

Somos conscientes que cuando manifestamos emociones positivas podemos focalizar la atención en las tareas deseadas, mientras que las emociones negativas (por ejemplo, la tristeza) pueden ralentizar el proceso de razonamiento. Además, las emociones desempeñan un papel importante en la cooperación. Como comentábamos anteriormente, el aprendizaje de comportamientos cooperativos implica a la corteza orbitofrontal y su falta de desarrollo en los niños hace que les sea difícil cooperar. La cooperación se aprende conviviendo, compartiendo y comprendiendo, que es lo que posibilita el lento desarrollo del lóbulo frontal a diferencia de otras especies. Aunque existen predisposiciones genéticas, el verdadero aprendizaje se obtiene en la escuela de la vida.

Consideraciones pedagógicas finales

Otro de los conceptos relevantes en el marco global de las funciones ejecutivas es el de la responsabilidad, que ha de ser aceptada y asumida por los alumnos. Cuando son capaces de identificar en qué pueden influir o no, aumenta la probabilidad de que acepten las consecuencias de su comportamiento.

Es muy importante tener objetivos, saber planificar, llevar a cabo estos planes y saber también evaluar los resultados, pero para ello hay que afrontar las dificultades que puedan surgir y aprender de los errores. Es conveniente que a los niños (especialmente a los más pequeños) se les recuerde los objetivos continuamente y, mediante la motivación adecuada, facilitar la atención que podemos favorecer elogiando los progresos y estableciendo rutinas para desarrollar las tareas. Lo novedoso estimula la atención y fomenta una actitud proactiva.

Impulsividad, hiperactividad, descontrol, falta de atención,…caracterizan a muchos de los niños en la actualidad, por lo que el aprendizaje de los sistemas ejecutivos se nos antoja imprescindible como objetivo educativo primordial. La toma de decisiones adecuadas requiere autocontrol, flexibilidad cognitiva, planificación o perseverancia. Como el desarrollo del lóbulo frontal depende de la interacción social, el proceso educativo resulta clave en la maduración del individuo. La educación cambia el cerebro y el cerebro va a cambiar mucho la futura educación.

Jesús C. Guillén

1 Goldberg, Elkhonon, El cerebro ejecutivo: lóbulos frontales y mente civilizada, Crítica, 2009.

2 Damasio, Hanna, Human brain anatomy in computerized images, Oxford University Press, 2005.

3 La filogenia hace referencia al origen y desarrollo de las especies mientras que la ontogenia se refiere a la formación y desarrollo del individuo. El lóbulo frontal (y en concreto la corteza prefrontal) apareció muy tarde en términos evolutivos y su desarrollo posibilitó la aparición del lenguaje, la conciencia o la cultura que nos hace seres humanos. Sin embargo, su desarrollo en el individuo no finaliza hasta entrada la edad adulta.

4 A. García-Molina et al., “Maduración de la corteza prefrontal y desarrollo de las funciones ejecutivas durante los primeros cinco años de vida”, Revista de Neurología, 2009. La flexibilidad cognitiva permite adaptar nuevas estrategias para aprender.

5 M.E. Raichle et al., “Practice-related changes in human brain functional anatomy during nonmotor learning”, Cereb Cortex 4, 1994.

6 J.M. Gold et al., “PET validation of a novel prefrontal task: delayed response alteration”, Neuropsychology, 1996.

7http://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/04/04/aplazamiento-de-la-recompensa-y-aprendizaje-emocional-2/

8 Schore, Allan, Affect regulation and the origin of the self: the neurobiology of emotional development, Lawrence Erlbaum Associates, 1994.

9 Las emociones son percepciones acompañadas de ideas y formas de pensar y los sentimientos son percepciones corporales y mentales mientras se manifiesta la emoción. Como dice Antonio Damasio en su obra Y el cerebro creó al hombre (Destino, 2010): “Las emociones, en general, operan de forma automática y en cierto modo a ciegas, hasta que empiezan a ser conocidas por las mentes conscientes en forma de sentimientos”.

10 Damasio, Antonio, En busca de Spinoza: neurobiología de la emoción y los sentimientos, Crítica, 2005, pág. 171.

Para saber más:

-Marina, José Antonio, La inteligencia ejecutiva, Ariel, 2012.

-Spitzer, Manfred, Aprendizaje: neurociencia y la escuela de la vida, Omega, 2005.

-Entrevista a Elkhonon Goldberg:

http://www.desdeelexilio.com/2008/06/09/el-cerebro-ejecutivo-entrevista-a-elkhonon-goldberg/

-Resumen sobre estrategias pedagógicas basadas en el funcionamiento cerebral:

http://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/12/27/neuroeducacion-estrategias-basadas-en-el-funcionamiento-del-cerebro/

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