La memoria de trabajo: un recurso limitado pero fundamental en la resolución de problemas

La memoria de trabajo es un tipo de memoria de corto plazo en la que interviene la corteza prefrontal, sede de las funciones ejecutivas. Nos permite integrar percepciones instantáneas producidas en períodos cortos y combinarlas con el recuerdo de experiencias pasadas (Kandel, 2007), con lo que es imprescindible en tareas cotidianas como mantener una conversación, sumar números o leer una frase. Resulta fundamental para la reflexión y la resolución de problemas porque permite combinar la información que nos llega del entorno con la almacenada en la memoria a largo plazo.

Los estudios que han utilizado las técnicas de visualización cerebral como la resonancia magnética han demostrado que, aunque los componentes básicos de la memoria de trabajo están localizados en regiones diferentes de la corteza cerebral, la zona dorsolateral de la corteza prefrontal desempeña un papel trascendental (ver video).

En el siguiente artículo analizamos la importancia de la memoria de trabajo en el caso concreto de la resolución de problemas matemáticos y proponemos algunas sugerencias prácticas.

Análisis de un caso práctico

Planteamos dos problemas análogos a alumnos del bachillerato de ciencias (etapa preuniversitaria en España). La diferencia radicaba en que en el segundo problema existía un complemento visual que permitía simplificar gran parte del enunciado anterior. Los enunciados correspondientes eran estos (Willingham, 2011):

Problema 1

En las posadas de algunas aldeas del Himalaya se practica una refinada ceremonia del té en la que participan un anfitrión y dos invitados, exactamente, ni más ni menos. Cuando los invitados han llegado y están sentados en la mesa, el anfitrión lleva a cabo tres servicios. Estos servicios se enumeran según el orden de nobleza que los habitantes del Himalaya les atribuyen (de menos a más): echar leña, avivar el fuego y servir el té. Durante la ceremonia, cualquiera de los presentes puede pedir a otro: “Honorable señor, ¿puedo encargarme de esta tarea pesada por usted?”. Pero sólo puede encargarse de la tarea menos noble. Además, si alguno está haciendo una tarea, no puede solicitar hacer otra menos noble que la que está haciendo. La costumbre exige que para cuando la ceremonia del té termine, todas las tareas hayan pasado del anfitrión al invitado de más edad. ¿Cómo se consigue?

Problema 2

En esta figura se muestra un tablero de juego con tres piezas. Hay tres aros de tamaño decreciente en la primera pieza de la izquierda. El objetivo consiste en mover los tres aros desde la pieza 1 de la izquierda a la de la derecha 3. Sólo hay dos reglas que limitan el movimiento de los aros: sólo se puede mover un aro al mismo tiempo  y no se puede colocar un aro mayor sobre uno menor.

Los problemas son análogos porque se pueden identificar las tres tareas del problema 1 (echar leña, avivar el fuego y servir el té, de menor a mayor importancia, respectivamente) con los tres  aros del segundo problema. Y de la misma forma, se puede hacer la analogía entre el anfitrión y los dos invitados con las tres piezas del segundo caso.

Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

Como cabía esperar, el porcentaje de aciertos en el segundo problema fue mucho mayor que en el primero.

La sensación que uno tiene cuando lee por primera vez el problema de la ceremonia del té es que se necesitan nuevas lecturas y la realización de algún esquema complementario que permita identificar la información relevante del enunciado y poder así planificar mejor la estrategia en la resolución del mismo. La gran cantidad de información aportada en ese enunciado satura la memoria de trabajo comprometiendo la necesaria reflexión y, además, como los mismos alumnos comentaron, no existe la imagen de las piezas que mantenga una imagen mental de los discos mientras se piensa en los cambios correspondientes.

Por otra parte, existe la dificultad de ver la analogía entre los dos enunciados. A nuestro cerebro le cuesta abstraer porque prefiere lo concreto, pero puede mejorar su capacidad para identificar ciertos patrones como consecuencia del entrenamiento adecuado. La diferencia entre el docente y sus alumnos en estos niveles académicos se debe a una mayor experiencia en la resolución de problemas y no a una mayor inteligencia.

Implicaciones educativas

La memoria de trabajo es limitada

Sabemos que el proceso de maduración cerebral para la corteza prefrontal (trascendental para la memoria de trabajo) no ha concluido en la adolescencia, por lo que hemos de ser sensibles ante esta situación no sólo en lo conductual sino también en lo cognitivo. La saturación de la memoria de trabajo impide disponer del espacio adecuado en la misma para dedicarlo a la resolución de la tarea planteada y esto se puede facilitar adquiriendo una serie de automatismos, sobre todo en el cálculo matemático (Cumming, 1999). Cuando el cerebro convierte una tarea novedosa en rutinaria, con el correspondiente desplazamiento de la actividad del hemisferio derecho al izquierdo (Gold, 1996), requiere menos energía y se convierte en más eficiente.

Los elementos visuales son importantes

Los profesores también podemos ayudar a optimizar el aprendizaje facilitando enunciados comprensibles que ayuden a identificar los aspectos más relevantes del problema. Aunque, evidentemente, esto se mejora a través de la práctica continua, el uso habitual de herramientas visuales en las clases facilita el aprendizaje por dos motivos principales. El primero, es que el lóbulo parietal, tan importante en el procesamiento matemático (Dehaene, 1997), interviene en la representación espacial. Y el segundo, que no podemos obviar, es que los adolescentes actuales han crecido en un mundo visual muy diferente al que conocimos los docentes. El uso de gráficos ayuda a los alumnos a organizar su pensamiento y actúa como un elemento motivador. Esto se da especialmente en la asignatura de matemáticas, en la que las creencias previas y los factores emocionales desempeñan un papel muy importante en los procesos de enseñanza y aprendizaje. En concreto, lo pudimos comprobar en la resolución del primer problema, en el que algún alumno rápidamente se desanimaba al sentirse abrumado por la cantidad de datos que debía procesar.

La reflexión requiere atención

Para que el alumno pueda razonar de forma adecuada en la resolución de problemas hemos de saber ofrecer los problemas con el nivel apropiado de dificultad. Sin atención no puede existir la reflexión y las investigaciones en neurociencia están demostrando que una forma muy eficaz de evocarla es a través de la curiosidad. Teniendo en cuenta los conocimientos previos e intereses del alumno y resolviendo problemas reales se les puede motivar más y, de esta forma, facilitar la adquisición del conocimiento profundo en detrimento del más superficial. La eficacia en el razonamiento requiere conocimientos previos, análisis y que la información esté cierto tiempo en la memoria de trabajo, de ahí la importancia de la atención.

La práctica continua mejora la abstracción

La mejora en la comprensión de conceptos abstractos requiere que exijamos un análisis continuado y profundo en las preguntas formuladas o ejercicios realizados y la necesidad imperiosa de comparar continuamente diferentes ejemplos.

La memoria de trabajo nos permite ser conscientes de lo que hacemos y reflexionar sobre ello. Su importancia en la resolución de problemas es indiscutible dado que permite combinar la información que manipulamos con los conocimientos que tenemos almacenados en la memoria a largo plazo. La nueva disciplina llamada neuroeducación, en la que confluyen los conocimientos aportados por la neurociencia, la psicología cognitiva y la pedagogía, nos está suministrando información relevante sobre cómo optimizar la memoria de trabajo y las técnicas de resolución de problemas. Aprovechémosla.

Jesús C. Guillén

Bibliografía:

1. Cumming J., Elkins J. (1999): “Lack of automaticity in the basic addition facts as a characteristic of arithmetic learning problems and instructional needs”. Mathematical Cognition.

2. Dehaene, S. The number sense. how the mind create mathematics. Oxford University Press, 1997.

3. Gold J. et al. (1996): “PET validation of a novel prefrontal task: delayed response alteration”, Neuropsychology, 10.

4. Kandel, Eric, En busca de la memoria, Katz, 2007.

5. Willingham, Daniel, ¿Por qué a los niños no les gusta ir a la escuela?, Graó, 2011.

Para saber más:

Baddeley, Alan (2003): “Working memory: looking back and looking forward”, Nature Reviews, 4.

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

https://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/07/13/la-memoria-un-recurso-fundamental-2/

https://escuelaconcerebro.wordpress.com/2012/03/20/matematicas-y-neurociencia/