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El cerebro en la adolescencia: el secreto del éxito de nuestra especie

El cerebro del adolescente no es defectuoso, ni tampoco se corresponde con el de un adulto a medio formar. La evolución lo ha forjado para que opere de distinta forma que el de un niño o el de un adulto.

Jay N. Giedd

Cuenta la prestigiosa neurocientífica Sarah-Jayne Blakemore que un amigo suyo siempre conseguía que su hija de diez años dejara de hacer travesuras en el supermercado, junto a su hermana menor, prometiéndole que le cantaría una canción allí mismo. La estrategia siempre surtía efecto, las niñas dejaban de portarse mal y escuchaban su canción favorita. Sin embargo, cuando su hija mayor cumplió trece años, el padre observó que la única forma de conseguir que dejara de enredar con su hermana en las tiendas era amenazándola con cantar. Imaginar a su padre en público era suficiente para que se portaran bien. ¡Cuántos cambios en tan solo unos años y cuántas nuevas oportunidades!

Cambios en el cerebro adolescente

Los estudios con neuroimágenes de los últimos años han revelado que la adolescencia constituye un periodo en el que se produce una extraordinaria reorganización cerebral, tanto a nivel funcional como estructural, comparable a la que acontece en los tres primeros años de vida. Y es esta gran plasticidad cerebral la que hace que la adolescencia sea un periodo de grandes oportunidades, pero también de grandes riesgos. Así, por ejemplo, el adolescente puede progresar rápidamente en su desarrollo cognitivo, emocional y social, pero también es más vulnerable a conductas de riesgo o a trastornos psicológicos.

En términos generales, durante la adolescencia se dan dos grandes cambios en el cerebro, tanto en el de las chicas como en los chicos. El primero corresponde a un incremento de la sustancia blanca (axones recubiertos de mielina) y el segundo a un descenso gradual de la sustancia gris (estructuras no mielinizadas, como somas neuronales o dendritas).

En la corteza frontal, a diferencia de lo que ocurre en otras regiones cerebrales, las sinapsis continúan proliferando durante toda la infancia y se alcanza un máximo de la sustancia gris a los 11 años en las chicas y a los 12 años en los chicos, aproximadamente (Lenroot y Giedd, 2006; ver figura 1). En los años posteriores va disminuyendo de forma gradual y luego se mantiene bastante estable en la vida adulta. La eliminación selectiva de conexiones se debe a un proceso de poda que permite mantener sinapsis que se utilizan y desechar aquellas que no (a nivel cerebral se aplica aquello de “úsalo o tíralo”) para mejorar así la eficiencia neuronal. La última región en la que se aprecian este tipo de cambios es la corteza prefrontal, la sede de las llamadas funciones ejecutivas, aquellas que nos permiten tomar decisiones adecuadas y que, en definitiva, nos hacen humanos.

figura-1

Junto a esto, también se produce un incremento de la sustancia blanca en la corteza prefrontal durante la adolescencia. Este es el resultado de un proceso de mielinización que empieza en la infancia y se prolonga hasta la adultez con el que las neuronas, conforme van desarrollándose, crean una capa de una sustancia grasa blanca llamada mielina en torno a los axones que mejora la velocidad de transmisión de información entre las neuronas y conlleva un aumento de la conectividad entre las regiones cerebrales (Giedd et al., 2015). La rápida mielinización de las neuronas en la adolescencia permite coordinar una gran diversidad de tareas cognitivas en las que intervienen diversas regiones del cerebro, para así ir mejorando progresivamente su funcionamiento ejecutivo. Y conforme van mejorando la conectividad y la eficiencia neuronal, se va configurando el cerebro adulto.

Emoción vs control

Los cambios más importantes que se dan en el cerebro durante la adolescencia no están asociados al desarrollo de regiones cerebrales sino a un proceso de reorganización que mejora la comunicación entre las mismas. Estos cambios se dan, principalmente, en la corteza prefrontal y en el sistema límbico o emocional.

En la actualidad, se cree que lo más determinante para explicar la conducta típica del adolescente no es únicamente el desarrollo tardío de las funciones ejecutivas, asociado al lento proceso de maduración de la corteza prefrontal -que puede alargarse hasta pasada la veintena-, o los cambios drásticos que experimenta el sistema límbico durante la pubertad estimulado por las hormonas, sino el desfase temporal entre ambos procesos (Mills et al., 2014; ver figura 2). La mayor sensibilidad de regiones subcorticales durante la adolescencia promueve la aparición de conductas evolutivamente muy arraigadas que animan al joven a explorar nuevos ambientes, asumir riesgos o alejarse del entorno familiar para entablar relaciones entre iguales, por ejemplo. Pero la falta de desarrollo de la corteza prefrontal explicaría su mayor dificultad para controlarse, entender a los demás o percibir esos mensajes tan importantes en las interacciones sociales.

figura-2

Asimismo, las diferencias en el ritmo de maduración cerebral y en la producción hormonal podrían explicar, en parte, por qué la adolescencia afecta de forma diferente a las chicas y a los chicos. Por ejemplo, en las chicas maduran antes regiones de la corteza frontal, que intervienen en el procesamiento lingüístico o en la inhibición de impulsos, y el hipocampo, imprescindible en los procesos de memoria y aprendizaje. Mientras que en los chicos madura antes el lóbulo parietal inferior, fundamental para las tareas espaciales, o la amígdala (Lenroot y Giedd, 2010). Y en lo referente a las cuestiones hormonales, sabemos que en las chicas existe una gran sensibilidad a las relaciones sociales y la liberación de dopamina y oxitocina activada por los estrógenos explicaría la necesidad que tienen de compartir experiencias con sus amistades, mientras que en los chicos el aumento de los niveles de testosterona o de vasopresina justificaría la falta de interés social o la ansias por ser competitivos, respectivamente, que tantas veces percibimos en ellos.

El placer de la recompensa

El proceso de reorganización y maduración gradual que experimenta el cerebro en la adolescencia afecta a regiones que regulan la experiencia del placer (recompensa), la forma en la que vemos y pensamos sobre los demás (cognición social) y cómo nos controlamos (autorregulación).

Relacionado con la búsqueda de la novedad y las conductas de riesgo típicas en la adolescencia, se ha comprobado que en la pubertad, especialmente, existe un incremento en la densidad de receptores de dopamina (Silverman et al., 2015). Este neurotransmisor asociado a la curiosidad y a la búsqueda de lo novedoso interviene en el llamado sistema de recompensa cerebral, el que nos motiva y nos permite aprender. Los adolescentes resuelven los problemas de forma similar a los adultos y reconocen los riesgos igual que ellos, pero son más sensibles a las recompensas. O si se quiere, valoran el premio por encima de las posibles consecuencias negativas. Y en presencia de sus amigos, el efecto se amplifica.

Gardner y Steinberg (2005) utilizaron un videojuego en el que los participantes debían atravesar una ciudad con un coche lo más rápido posible porque cobraban en proporción al tiempo invertido. En muchas intersecciones del recorrido había semáforos que se ponían de forma aleatoria en ámbar y ello obligaba a tomar una rápida decisión. El jugador podía esperar y reanudar la marcha en verde o ahorrar tiempo atravesándolo en ámbar, aunque se exponía a un choque probable que le penalizaría con un intervalo de tiempo mayor. Pues bien, cuando los adolescentes hacen el recorrido solos asumen unos riesgos parecidos a los de los adultos. Sin embargo, en compañía de sus amigos -incluso cuando no se les deja comunicarse entre ellos- cambian su forma de conducir e incrementan mucho más sus riesgos (ver figura 3), algo que no ocurre en los adultos porque siguen conduciendo de la misma forma aunque tengan al lado sus amigos.

figura-3

Qué importante para el adolescente es sentirse aceptado por el grupo de iguales. La respuesta del cerebro a la exclusión del grupo es similar a la que se observa en situaciones de amenaza física o de depresión (Masten et al., 2009).

Desarrollo de la cognición social

El desarrollo de las competencias sociales que nos permiten interactuar y entender a otras personas también se ve afectado de forma especial en la etapa adolescente. Imaginemos que participamos en una tarea típica de laboratorio (Kilford et al., 2016) en la que hay una estantería con diversos objetos, algunos de los cuales no puede ver una persona que está situada detrás porque están tapados por un fondo gris oscuro (ver figura 4a; Director Condition). Esa persona nos pide mover algunos objetos pero, naturalmente, serán aquellos que él sí puede ver. Por ejemplo, nos puede decir “Mueve la pelota más grande”. Desde nuestra perspectiva, esa pelota es la de baloncesto, sin embargo, esa no la puede ver la otra persona, por lo que debemos ponernos en su situación y entender que se está refiriendo a la de fútbol. En el laboratorio se suministra este tipo de tareas a adolescentes y a adultos y también se realizan en una situación de control en la que no hay persona detrás (ver figura 4b; No Director Condition) y simplemente hay que aplicar la regla “ignorar los objetos con el fondo gris oscuro”.

figura-4

Aunque pueda parecer sorprendente, los adultos cometen un 50% de errores en la tarea en la que han de seguir las instrucciones de la otra persona y muchos menos cuando solo deben recordar la regla de ignorar el fondo gris. Como se puede observar en la figura 5, los errores van disminuyendo en las dos situaciones conforme se va incrementando el rango de edad de los participantes. Pero al comparar los dos últimos grupos, el de los adolescentes entre 14-17,7 años y el de los adultos, no hay casi variación en la condición ‘sin director’,  pero sí que existe una mejora significativa en la condición ‘con director’. Es decir, el adolescente emplea de la misma forma que el adulto las estrategias cognitivas básicas, pero le falta desarrollar la capacidad para interpretar las acciones ajenas, lo cual es imprescindible para navegar con rumbo en el océano de las relaciones sociales.figura-5

Un mayor conocimiento del cerebro adolescente posibilitará optimizar su desarrollo, pero también nos ayudará a diferenciar las conductas típicas de esta etapa y las enfermedades mentales. Porque, con la excepción del TDAH, los trastornos de aprendizaje o el autismo, por ejemplo, la gran mayoría de trastornos, como la depresión, la anorexia o la bulimia, el trastorno bipolar, los trastornos de ansiedad, la drogadicción o la esquizofrenia, se inician en el periodo comprendido entre los 10 y los 25 años de edad (Lee et al., 2014).

Importancia del contexto

La inclinación a tomar riesgos en la adolescencia ha demostrado tener un valor adaptativo porque, en muchas ocasiones, el éxito en la vida requiere afrontar situaciones menos seguras. Al igual que ocurre con la tendencia a relacionarse con iguales -los compañeros de la misma edad ofrecen más novedades que el entorno familiar ya conocido-, las conductas de riesgo entre los adolescentes se han observado en todas las culturas, aunque en grado diferente (Steinberg, 2014). Esto sugiere que, en lugar de intentar cambiar la naturaleza adolescente, deberíamos incidir en el contexto en el que estas inclinaciones naturales se dan. Por ejemplo, muchos programas educativos de prevención -como los de embarazos no deseados o de consumo de alcohol- asumen que los adolescentes pensarán en las consecuencias futuras de sus actos en estados de alto impacto emocional (no lo harán) o que asumen riesgos porque no están bien informados sobre esas consecuencias (no son conscientes de ello).

Otro enfoque diferente que no se limita a suministrar información sobre las actividades de riesgo y que está mucho más en consonancia con las necesidades cerebrales del adolescente es el de los programas que inciden en la mejora de la autorregulación. Y aunque la contribución de la escuela puede ser importante, la incidencia del entorno familiar es fundamental. Los hijos de padres que captan sus necesidades afectivas, fijan límites adecuados y fomentan una autonomía que les permite desarrollar todo su potencial tendrán una mayor probabilidad de mejorar su autorregulación y tener éxito en la vida (Luyckx et al., 2011).

También puede resultar muy beneficioso para los adolescentes, especialmente para aquellos que pertenecen a entornos socioeconómicos desfavorecidos, participar en actividades extraescolares bien estructuradas y supervisadas por los adultos, como en el caso de los deportes o del teatro. De hecho, las decisiones que toman los adolescentes en presencia de un adulto ligeramente mayor que ellos son mucho más prudentes que las que toman en presencia de sus compañeros y similares a lo que deciden cuando están solos (Silva et al., 2016; ver figura 6).

figura-6

El poder de la autorregulación

La capacidad de controlar nuestras acciones depende de la integridad del sistema de funcionamiento ejecutivo, una red extensa distribuida fundamentalmente en la corteza prefrontal. El lento desarrollo de esta región -la más moderna del cerebro, pero también la más vulnerable- hace que el desarrollo de la autorregulación sea el gran objetivo que deberíamos perseguir los educadores, especialmente en la adolescencia, y más ahora que constituye un periodo más amplio. Pero ello requiere ir más allá de la enseñanza de competenciales académicas que tienen una incidencia menor en el desarrollo de la persona y en su éxito en la vida. Sabemos, por ejemplo, que el estrés, la tristeza, la soledad o la fatiga pueden perjudicar el buen funcionamiento de la corteza prefrontal e interferir con el autocontrol a cualquier edad, pero la incidencia será mayor cuando su desarrollo es parcial, como en el caso de los adolescentes. Afortunadamente, disponemos de múltiples evidencias empíricas de distintos tipos de programas que pueden beneficiar el desarrollo de la necesaria autorregulación, imprescindible para el desarrollo académico y personal del joven. Según Steinberg (2014), las estrategias más útiles para el adolescente provienen del entrenamiento cognitivo, el ejercicio aeróbico, el mindfulness y los programas de educación emocional.

En lo referente al contexto escolar, los programas de ejercicio físico con adolescentes constituyen una estupenda forma de entrenamiento ejecutivo y son muy adecuados para combatir el estrés, mientras que los programas de educación socioemocional son imprescindibles en el desarrollo de competencias emocionales básicas, algunas de las cuales se refuerzan cuando se integra el mindfulness en las actividades. Y no olvidemos la importancia de la educación artística en el entrenamiento del autocontrol, como en el caso del teatro (ver video). Cuando el niño o el adolescente cante o actúe inhibirá los impulsos, no se distraerá y estará orgulloso de mostrar el resultado final a sus compañeros. Y eso ocurre porque encuentra motivadoras las actividades propuestas. Esa es la clave de la efectividad de las tareas lúdicas, deportivas o artísticas.

Del problema a la oportunidad

La gran plasticidad del cerebro durante la adolescencia convierte esta etapa en una oportunidad fantástica para el aprendizaje, el desarrollo de la creatividad y el crecimiento personal del estudiante. Tanto que algunos autores sugieren que la adolescencia podría representar un nuevo periodo sensible en el desarrollo cerebral, tras las ventanas plásticas tempranas asociadas al desarrollo sensorial, motor o del lenguaje (Furhmann et al., 2015).

Conocer las particularidades del desarrollo cerebral hará que no estigmaticemos las conductas típicas observadas y entendamos que el adolescente necesita nuestra guía, supervisión y comprensión. Como el cerebro adolescente es especialmente sensible a lo novedoso, sería interesante implicar a los alumnos en actividades que constituyan retos estimulantes que les permitan amplificar esas ansias que muestran por ser creativos. El adolescente busca nuevas expectativas y quiere investigar sobre su propia identidad por lo que nada mejor que animarle a adoptar formas de pensamiento abiertas, lo cual puede conseguirse a través de proyectos transdisciplinares como los APS (aprendizaje-servicio), una estupenda forma de vincular el aprendizaje a situaciones reales y de fomentar la cooperación o el análisis crítico, entre otras muchas competencias esenciales en los tiempos actuales. Porque los estudios longitudinales con adolescentes revelan que el mejor rendimiento académico y las relaciones más satisfactorias entre compañeros están asociadas a un trabajo cooperativo en el aula y no a uno individualista (Roseth et al., 2008). Por otra parte, cuando se les hace preguntas del tipo “¿Cómo se podría mejorar el mundo?” y se les pide que vinculen la respuesta a lo que están aprendiendo en la escuela, la reflexión sobre la contribución al bienestar ajeno impulsa su motivación hacia el aprendizaje y fomenta su autorregulación (Yeager et al., 2014). Y es que así somos los humanos, seres sociales con una capacidad de cambio, adaptación y aprendizaje única. Especialmente, en la adolescencia. Gracias a nuestro cerebro.

Jesús C. Guillén

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Referencias:

  1. Fuhrmann D., Knoll L. J., Blakemore S. J. (2015): “Adolescence as a sensitive period of brain development”. Trends in Cognitive Sciences 19(10), 558-566.
  2. Gardner M., Steinberg L. (2005): “Peer influence on risk taking, risk preference, and risky decision making in adolescence and adulthood: an experimental study”. Developmental Psychology 41, 625-635.
  3. Giedd J. N. et al. (2015): “Child psychiatry branch of the National Institute of Mental Health longitudinal structural magnetic resonance imaging study of human brain development”. Neuropsychopharmacology 40(1), 43-49.
  4. Giedd J. N. (2015): “The amazing teen brain”. Scientific American 312(6), 32-37.
  5. Kilford E. J., Garrett E., Blakemore S. J. (2016): “The development of social cognition in adolescence: An integrated perspective”. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 70, 106-120.
  6. Lee F. S. et al. (2014): “Mental health. Adolescent mental health–opportunity and obligation”. Science 346(6209), 547-549.
  7. Lenroot R. K., Giedd J. N. (2006): “Brain development in children and adolescents: Insights from anatomical magnetic resonance imaging”. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 30, 718-729.
  8. Lenroot R K., Giedd J. N. (2010): ”Sex differences in the adolescent brain”. Brain and Cognition 72(1), 46-55.
  9. Luyckx K. et al. (2011): “Parenting and trajectories of children’s maladaptive behaviors: a 12-year prospective community study”. Journal of Clinical Child & Adolescent Psychology 40(3), 468-478.
  10. Masten C. L. et al. (2009): “Neural correlates of social exclusion during adolescence: nderstanding the distress of peer rejection”. Social Cognitive and Affective Neuroscience 4(2), 143-157.
  11. Mills K. L. et al. (2014): “The developmental mismatch in structural brain maturation during adolescence”. Developmental Neuroscience 36, 147-160.
  12. Roseth C., Johnson D. y Johnson R. (2008): “Promoting early adolescents’ achievement and peer relationships: the effects of cooperative, competitive, and individualistic goal structures”. Psychological Bulletin, 134(2), 223-246.
  13. Silva K., Chein J., Steinberg L. (2016): “Adolescents in peer groups make more prudent decisions when a slightly older adult is present”. Psychological Science 27(3), 322-330.
  14. Silverman M. H., Jedd K., Luciana M. (2015): “Neural networks involved in adolescent reward processing: an activation likelihood estimation meta-analysis of functional neuroimaging studies”. Neuroimage 122, 427-439.
  15. Steinberg L. (2014). Age of opportunity: Lessons from the new science of adolescence. Nueva York: Houghton Mifflin Harcourt.
  16. Yeager D. S. et al. (2014): “Boring but important: a self-transcendent purpose for learning fosters academic self-regulation”. Journal of Personality and Social Psychology 107(4), 559-580.

 

¿Cómo decidimos? El papel de las emociones en la toma de decisiones a nivel neurológico

2 septiembre, 2016 3 comentarios

Las emociones son reacciones fisiológicas de una persona a un estímulo externo y están estrechamente ligadas a la toma de decisiones. Los autores que más han trabajado el papel de las emociones en la toma de decisiones, probablemente sean Antonio Damasio y Joseph LeDoux. Ambos han demostrado cómo no puede haber toma de decisiones sin emociones.

Las funciones ejecutivas

El término funciones ejecutivas se refiere “al modo en el que el cerebro controla todos los procesos cognitivos de alto orden, incluyendo la toma de decisiones y a los inputs sensoriales a los que se les debería prestar atención y a los que no” (Tokuhama-Espinosa, 2011, p.154). Algunos de los estudios sobre las funciones ejecutivas estudian su fisiología, es decir, los mecanismos neuronales y los procesos bioquímicos implicados (Luo, Knoblich, 2007), y las partes del cerebro que están más activas durante este tipo de procesos de pensamiento (Cole, 2006). Gracias a lo que se sabe ahora sobre las funciones ejecutivas se conocen buenas estrategias efectivas, por ejemplo, las analogías para explicar conceptos complejos. Mediante las analogías, la mente transfiere los conceptos que ya conoce a nuevos conocimientos, siendo ésta una de las funciones ejecutivas más complejas (Lipkens, Hayes, 2009). Una de las razones por la cual las analogías funcionan tan bien es porque se aprovechan de los circuitos neuronales normales del cerebro que entran en la amígdala y el hipocampo para tener puntos de referencia antes de actuar (Leech, Mareschal, Cooper, 2008). Por otra parte, también ha de tenerse en cuenta que evaluar de manera regular y frecuente a los alumnos supone darles un feedback correctivo que les ayuda a aprender y a promover su memoria a largo plazo, así como a desarrollar las funciones ejecutivas de razonamiento y análisis (Willis, 2010).

Hasta hace relativamente poco, se creía que la amígdala respondía ante el peligro, el miedo o el enfado, pero estudios neurocientíficos han demostrado que también responde, y con mayor intensidad, ante emociones con impacto positivo en el sujeto.

Las redes neuronales convergen en el córtex prefrontal para regular las funciones cognitivas y ejecutivas, tales como juzgar, organizar, priorizar, valorar los riesgos, hacer análisis críticos, desarrollar conceptos y solucionar conflictos de una manera creativa. Para que se dé el aprendizaje, los inputs sensoriales necesitan pasar a través del sistema de activación reticular (SAR) y ser procesados por el córtex prefrontal.

Los estudios sugieren que cuando nos encontramos en un estado emocional negativo, la amígdala dirige los inputs al cerebro inferior. Mientras que cuando estamos en un estado emocional bueno, la actividad metabólica se reduce en la amígdala y se incrementa en el córtex prefrontal, sugiriendo así que un buen estado de ánimo y no tener sensación de peligro o estrés favorece la conducción de la información a través de la amígdala al córtex prefrontal (Pawlak et al., 2003).

Cómo toma decisiones el cerebro adolescente

Parte de una buena enseñanza implica identificar qué es aquello que motiva a los alumnos para tomar decisiones correctas. Algunos de los estudios más importantes al respecto relacionan el sistema de recompensa, que está regulado en parte por las funciones ejecutivas, con la motivación y la elección adecuada (O’Doherty, Hampton, Kim, 2007). El uso de los sistemas de recompensa adecuados para según qué alumnos, hace que el proceso de enseñanza-aprendizaje sea más efectivo.

La elección, la toma de decisiones, siempre tiene que ver con los conocimientos previos que tenemos. Por ejemplo, cuanto más novato sea aquél que ha de decidir, menos precisas y correctas serán sus decisiones. Por otra parte, algunos estudios hablan de la híper-cognición. Se trata de cuando la mente procesa los pensamientos mucho más rápido de lo normal porque el sujeto en cuestión es experto en ese asunto (Gladwell, 2005). Los estudios sobre la híper-cognición nos pueden ayudar a entender mejor los procesos de una cognición normal.

Asimismo, también es importante conocer el funcionamiento del cerebro y su desarrollo a lo largo de nuestra vida para que esto nos ayude a comprender mejor por qué actuamos y cómo lo hacemos de manera general. Ciertos conocimientos sobre el cerebro adolescente que disponemos hoy en día gracias a las técnicas de neuroimagen nos pueden ayudar a diseñar perspectivas educativas que favorezcan el control del comportamiento en los adolescentes, como es el caso de la toma de decisiones ante situaciones de riesgo. Al respecto, las investigaciones de Ernst (2005), Eshel (2007) y Baird (2005), apuntan en la dirección de que el córtex prefrontal está involucrado en la evaluación de riesgos en situaciones de peligro potencial, y que, comparando los resultados entre jóvenes y adultos, se observa una actividad más reducida en las regiones prefrontales ante estas situaciones. Esto explica lo que ya sabemos de los adolescentes, que perciben el peligro de una manera muy inferior a como lo percibimos de adultos, lo que les hace más vulnerables ante situaciones de riesgo como actitudes peligrosas, inconscientes.

El papel de la dopamina en la toma de decisiones

Los estudios sobre el sistema de recompensa reconocen la importancia que tiene la dopamina en el aprendizaje. Altos niveles en la dopamina se asocian con el placer, mientras que un descenso de la dopamina se asocia a emociones negativas. El núcleo accumbens, una estructura de almacenaje de la dopamina localizada cerca del córtex prefrontal (ver figura 1), libera más dopamina cuando una respuesta, una elección, una decisión, es correcta, y menos dopamina cuando cometemos un error (Salamone, Correa, 2002). El aumento de la dopamina ayuda al aprendizaje porque ante la satisfacción de una respuesta correcta, se refuerza la memorización de la información de la respuesta correcta o del modo en cómo se ha solucionado un problema. De la misma manera, cuando la respuesta es incorrecta o la manera de actuar errónea, el nivel de dopamina baja, dando lugar a sentimientos desagradables, y este mecanismo hace que nuestro cerebro haga esfuerzos por evitar repetir aquello que está mal, alterando los circuitos de la memoria, ya que nos causa desagrado (Kienast et al., 2008). Así, el valor de la dopamina cuando nos hace sentir mal ante una respuesta incorrecta o una forma de actuar errónea tiene que ver con la neuroplasticidad. Estos efectos de la dopamina hacen que puedan desarrollarse cambios en los circuitos cerebrales de tal modo que el cerebro va aprendiendo, por decirlo de algún modo, a actuar de una forma correcta y así evitar los sentimientos desagradables generados por un descenso de la dopamina debido a una elección errónea (Duijvenvoorde et al., 2008). Todo esto hace que la dopamina pueda utilizarse para mejorar el aprendizaje, ya que aumenta la motivación, la memoria y la atención a través de sentimientos placenteros. Pero no hay que olvidar que se necesita un feedback correctivo para que aquello que se ha memorizado se almacene en el lugar adecuado (Galvan, et al., 2006). Figura 1

Investigación de Bechara: Resultados a partir del experimento de la tarea de los juegos de azar de Iowa (TJA)

Una investigación clave referente al papel que las emociones juegan en la toma de decisiones y el aprendizaje es la llevada a cabo por Bechara. La investigación de Bechara se contextualiza en un experimento que se llama tarea de los juegos de azar de Iowa (TJA, Bechara et al., 1994). En este experimento, una participante está sentada en una mesa con un juego de cartas enfrente de ella, que consiste en ir eligiendo cartas de 4 barajas distintas. Con cada carta que elija puede ganar dinero. Lo que no sabe es que hay barajas con premios mayores, pero que también tienen un peligro mayor de pérdidas. Son barajas que se denominan de alto riesgo. Las otras no tienen premios tan cuantiosos pero tampoco tienen el riesgo de perder demasiado dinero. Con este experimento se trata de estudiar cómo aprende una persona las reglas de un juego para calcular y sopesar las decisiones que ha de tomar para alcanzar metas a largo plazo. Los resultados obtenidos a partir de este experimento son los siguientes: las emociones guían el aprendizaje cognitivo; las contribuciones de las emociones al aprendizaje pueden ser tanto conscientes como inconscientes, y moldean la conducta futura; una emoción es más eficaz para aprender cuando es relevante para aquello que se pretende enseñar; el aprendizaje se deteriora si no se tienen en cuenta las emociones. A continuación se explican estos resultados con mayor detalle.

Se comprobó que, aunque la participante elegía inicialmente las cartas al azar, conforme iba observando los resultados, se sentía más atraída por la baraja de alto riesgo que le proporcionaba mayores premios. Pero cuando empezaba a tener también pérdidas importantes, poco a poco iba dejando más de lado las cartas de las barajas de alto riesgo, para ir eligiendo cada vez más cartas de las barajas más seguras. Antes de que la participante pudiera describir las reglas del juego de manera consciente, sus emociones le guiaban en sus actos, hecho que pudo comprobarse por la respuesta galvánica de su piel. Después de jugar un rato más, la participante acumula suficiente información que le permite describir la regla sobre las barajas con las que ha de jugar y cuáles evitar, con lo que podía decirse que ella había aprendido a jugar.

Este experimento muestra la importancia de la emoción en el proceso de aprendizaje, hecho que hace posible que una persona a partir de acumular experiencias, utilice la información adquirida para actuar de manera correcta en acciones futuras (Bechara y Damasio, 1997). Según Immordino-Yang, y Damasio (2007b), la emoción guía el aprendizaje de la misma forma que el timón guía un barco.

Las contribuciones emocionales al aprendizaje pueden ser conscientes o inconscientes, y moldean la conducta futura

Al principio del juego, la participante se sentía atraída por las barajas de alto riesgo que suponían grandes ganancias pero también grandes pérdidas. En este estado, desarrolla una reacción emocional inconsciente de atracción hacia estas barajas de alto riesgo. Pero esto es sólo hasta que empieza a acumular pérdidas importantes. Entonces su reacción cambia y pasa de la excitación a la decepción. Así, su timón emocional guía su conducta y le enseña a ser más reacia a coger cartas de las barajas de alto riesgo, ayudándola a superar la tentación de obtener grandes premios, y le da la energía y el ímpetu necesario para pensar las cosas dos veces. Y esto, tal y como muestra la neurociencia, puede ocurrir a un nivel inconsciente.

La reacción emocional de los alumnos ante los resultados de sus esfuerzos, consciente o inconscientemente, moldean y dan forma a su comportamiento futuro, tanto en el sentido de que les puede incitar a actuar del mismo modo la siguiente vez, como para tener cuidado en situaciones similares.

Una emoción es más eficaz para facilitar el desarrollo del conocimiento cuando es relevante para la tarea que se está llevando a cabo

En el contexto escolar, normalmente las emociones se consideran subordinadas o secundarias respecto al aprendizaje, pero no se consideran como parte integral de los conocimientos que se aprenden. De hecho, ocurre casi lo contrario, y se espera por parte de los alumnos que dejen de lado sus sentimientos y emociones para que se centren en aquello que tienen que aprender. Desde este punto de vista, las emociones se entienden como una fuerza perturbadora, antagónica a una buena cognición, que necesitan ser reguladas y suprimidas con el fin de que los alumnos consigan tener un juicio maduro, ya sea mediante dilemas sociales, dilemas morales (Haidt, 2001), o dilemas cognitivos (Immordino-Yang, Fischer, 2010).

Sin embargo, la neurociencia revela que más que dejar de lado o suprimir las emociones, lo más eficaz para el aprendizaje es incorporarlas para construir el conocimiento cognitivo. De hecho, los estudiantes más eficaces desarrollan intuiciones útiles e importantes que guían sus pensamientos y su toma de decisiones (Immordino-Yang y Damasio, 2007a). Estas intuiciones integran sus reacciones emocionales con sus procesos cognitivos e incorporan lo que han aprendido a partir de la experiencia. Las intuiciones no se generan de manera azarosa e inconsciente, sino que están modeladas y organizadas por la experiencia al llevar a cabo una actividad. Son específicas y relevantes para los contextos particulares en los que han sido aprendidas.

Pero, ¿cómo distinguir entre las emociones relevantes y las irrelevantes para el proceso de enseñanza-aprendizaje? En el mismo experimento de la TJA, se observó que si el jugador estaba demasiado nervioso, con demasiada ansiedad, o estaba con su atención centrada en otra cosa, como el resultado de un partido de fútbol, las emociones no le servían de guía para aprender las reglas del juego que le van a llevar a tomar buenas decisiones. El aprendizaje no ha de buscar simplemente tener en cuenta las emociones, sino que ha de buscar un estado emocional que sea relevante, significativo e informativo para la tarea en cuestión que se está desarrollando. De lo contrario, si las emociones no están relacionadas con la tarea en cuestión, lo que harán será dificultar el aprendizaje.

Sin emoción, el aprendizaje se deteriora

En el mismo escenario del experimento se pone un participante distinto con daños en el córtex prefrontal ventromedial, zona que media entre lo que siente el cuerpo durante una emoción y el aprendizaje de estrategias cognitivas. Esta persona tiene intactas las habilidades cognitivas, resuelve problemas lógicos y da buenos resultados en el test para medir el coeficiente intelectual. La cuestión es si esta persona va a poder aprender cómo jugar, a pesar de que su estrategia cognitiva no pueda estar informada por sus reacciones emocionales inconscientes.

Podría pensarse que esta persona puede calcular mejor sus movimientos porque no está afectado por sus emociones, lo cual le llevaría a jugar mejor que la anterior participante. Pero no resulta ser así. El participante con daños neurológicos empieza a jugar del mismo modo que el jugador típico, seleccionando al azar las cartas de las distintas barajas. Sin embargo, a pesar de que el desarrollo de su respuesta emocional anticipatoria debería enseñarle a identificar el riesgo en las barajas, no recibe información de lo que debería ser su reacción emocional, de manera que no acumula esta información de cara a diseñar futuras elecciones. Mientras que los participantes “normales” van poco a poco decantándose por elegir cartas de las barajas seguras, este último continúa eligiendo las barajas de alto riesgo. Aunque esta persona sea consciente de las pérdidas que sufre y se sienta disgustado y decepcionado por estas pérdidas, no utiliza esta información para guiar su futura estrategia de juego.

La mayoría de los participantes tipo identifican una regla consciente sobre las barajas con las que tienen que jugar y con las que no cuando han sacado alrededor de unas 80 cartas. Pero entre el grupo de participantes con problemas en el córtex prefrontal ventromedial, el juego se desarrolla de manera muy distinta (ver figura 2). Ellos continúan eligiendo de una manera desfavorable, incluso cuando han identificado con éxito una regla consciente sobre el juego. Dicho de otro modo, nunca van a aprender a jugar de una manera satisfactoria. Su conocimiento consciente, sus reacciones emocionales, y sus estrategias cognitivas no están conectados. No pueden aprender de sus experiencias y esto no les permite utilizar lo que aparentemente parecen saber. Figura 2

Por tanto, no se trata sólo del problema que pueden tener personas con esta misma lesión cerebral, sino que el problema se extiende a situaciones de aprendizaje en las que no se sienten emociones relevantes respecto a aquello que se quiere aprender. Si los estudiantes no conectan con lo que aprenden en la escuela, el contenido académico carecerá de sentido para ellos. Aun incluso si pueden y consiguen procesar bien la información que están aprendiendo, esta información no influirá ni en sus decisiones ni en su conducta. Si el currículum no tiene en cuenta el desarrollo de las reacciones emocionales de los alumnos, la integración eficaz de la emoción y la cognición en el aprendizaje no puede garantizarse.

María José Codina Felip

 

Referencias:

  1. Baird, Abigail, et alt. (2005). What were you thinking? A neural signature associated with reasoning in adolescence. Journal of Cognitive Neuroscience, S, 193-194.
  2. Bechara, A., Damásio, A. R., Damásio, H., Anderson, S. W. (1994). Insensitivity to future consequences following damage to human prefrontal cortex. Cognition, 50, 7-15.
  3. Bechara, Antoine, Damasio, Hanna. (1997). Deciding advantageously before knowing the advantageous strategy. Science, 275(5304), 1293-1295.
  4. Codina Felip, María José. (2014). Neuroeducación en virtudes cordiales. Una propuesta a partir de la Neuroeducación y la ética discursiva cordial. (Tesis doctoral, Universitat de València, Valencia). Recuperada de http://roderic.uv.es/handle/10550/35898
  5. Codina Felip, María José. (2015). Neuroeducación en virtudes cordiales. Cómo reconciliar lo que decimos con lo que hacemos. Barcelona: Octaedro.
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Funciones ejecutivas en el aula: una nueva educación es posible

Hemos de preocuparnos por el bienestar emocional, social y físico de los niños si queremos que sean capaces de resolver problemas, ejercitar el autocontrol o utilizar de forma adecuada cualquier función ejecutiva.  

Adele Diamond

Cuenta Mariano Sigman (2015) -reconocido neurocientífico argentino- que, mientras estaba haciendo su doctorado, visitó un día el laboratorio de Álvaro Pascual-Leone cuando se comenzaba a utilizar la estimulación magnética transcraneal, una técnica que permite, por ejemplo, activar o inhibir regiones cerebrales de una forma no invasiva. Al joven Sigman le tentó participar en un experimento en el que se desactivaba temporalmente la corteza prefrontral. En esa situación, debía pensar palabras que empezaran con una letra que aparecía en una pantalla y, segundos más tarde, tenía que pronunciarlas. Sin embargo, con la corteza prefrontal inhibida, esa espera era imposible. En el momento de pensar las palabras empezaba a nombrarlas de forma compulsiva. Aunque sabía que tenía que esperar antes de decirlas, no podía hacerlo. Y es que sin la participación de la corteza prefrontal no es posible realizar tareas como la comentada. Una región cerebral que nos distingue como humanos y que es la sede de las llamadas funciones ejecutivas, funciones cognitivas complejas que nos definen como seres sociales y que nos permiten planificar y tomar decisiones adecuadas. Una especie de sistema rector que coordina las acciones y facilita la realización eficiente de las tareas, sobre todo cuando son novedosas o requieren mayor complejidad. Estas funciones ejecutivas -fundamentales en el desarrollo académico y personal del alumno- se pueden mejorar, por lo que su conocimiento constituye una auténtica necesidad educativa.

Consideraciones generales

La capacidad de controlar nuestras acciones depende de la integridad del sistema de función ejecutivo, una red extensa distribuida fundamentalmente en la corteza prefrontal. Esta región que nos hace realmente humanos está situada en la parte anterior del lóbulo frontal, es el área mejor conectada del cerebro (ver figura 1) y se desarrolla de forma mucho más lenta que otras regiones cerebrales. Aunque es la región más moderna del cerebro, también es la más vulnerable. El estrés, la tristeza, la soledad o una mala condición física pueden perjudicar el buen funcionamiento de la corteza prefrontal. De hecho, en una situación de estrés se pueden manifestar síntomas parecidos a los asociados al TDAH debido a la dificultad para pensar con claridad o ejercitar el adecuado autocontrol (Diamond y Ling, 2016).

Figura 1

La gran mayoría de los estudios publicados (Bagetta y Alexander, 2016) mencionan tres componentes básicos de las funciones ejecutivas que están directamente relacionados entre ellos y que permiten desarrollar otras funciones complejas como el razonamiento, la resolución de problemas o la planificación: el control inhibitorio, la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva. Este conjunto de habilidades directamente vinculadas al proceso madurativo de la corteza prefrontal son muy importantes para la vida cotidiana y resultan imprescindibles para el éxito académico (Best et al., 2011) y el bienestar personal del alumno. Se pueden entrenar y mejorar a cualquier edad a través de procedimientos diferentes -tal como veremos en los apartados posteriores- con la práctica adecuada, por lo que enseñar al niño a desarrollar estas funciones ejecutivas debería ser una prioridad educativa (Diamond, 2013).

Control inhibitorio

Es la capacidad que nos permite inhibir o controlar de forma deliberada conductas, respuestas o pensamientos automáticos cuando la situación lo requiere. Así pues, a los niños a los que les cuesta inhibir los impulsos responden sin reflexionar, buscan recompensas inmediatas o tienen dificultades para proponerse objetivos a largo plazo, por ejemplo. En la práctica, será más fácil para el alumno comprometerse en una tarea o finalizarla si entiende las opciones que tiene antes de decidirse a actuar, reconoce cómo le afecta esa acción o puede visualizar la opción correcta para esa tarea (Moraine, 2014).

Un buen control inhibitorio del niño aparece cuando es capaz de mantener la atención en la tarea que está realizando sin distraerse (atención ejecutiva), tal como ocurre cuando participa en una canción grupal, interviene en una obra de teatro, realiza una construcción de bloques o intenta andar sin que se le caiga el huevo que sostiene con una cuchara en la boca. Ejemplos claros de la importancia del juego, de las artes y del movimiento a través de actividades tradicionales que facilitan el desarrollo de las funciones ejecutivas del niño. Y en cuanto al componente conductual de la inhibición (autocontrol), qué importante es que el niño disponga del tiempo necesario para reflexionar. Como en el caso de la tarea ‘día-noche’ en la que ha de responder ‘día’ cuando se le muestra una luna y ‘noche’ cuando aparece un sol. Unos segundos para cantar ‘piensa en la respuesta, no me la digas’ son suficientes para mejorar su desempeño en esa tarea típica de entrenamiento del autocontrol (ver video).

Memoria de trabajo

Es una memoria a corto plazo que nos permite mantener y manipular información que es necesaria para realizar tareas cognitivas complejas como razonar o aprender. Cuando el niño manifiesta déficits en su memoria de trabajo tiene dificultad para pensar en varias cosas a la vez u olvida el significado de lo que va escribiendo, por ejemplo. Por ello, resulta útil para estos niños subrayar, apuntar todo lo necesario, desarrollar ciertos automatismos al leer o escribir o clarificar los objetivos de aprendizaje (Marina y Pellicer, 2015).

La narración de historias constituye una estupenda forma de ejercitar la memoria de trabajo del niño porque focaliza la atención durante periodos de tiempo prolongados y necesita recordar todo lo que va sucediendo -como la identidad de los distintos personajes o detalles concretos de la historia- e integrar la nueva información en lo ya sucedido. Y como una muestra más de la naturaleza social del ser humano, se ha comprobado que cuando se le narra una historia al niño mejora más su vocabulario y el recuerdo de detalles de la misma que cuando la lee simplemente, siendo muy importante la interacción entre el adulto que cuenta la historia y el niño (Gallets, 2005). Asimismo, cuando el niño cuenta una historia al compañero que previamente ha escuchado, intenta memorizar la letra de una canción en la que interviene o participa en un juego que consiste en realizar movimientos concretos asociados a imágenes aparecidas, también ejercita su memoria de trabajo.

Flexibilidad cognitiva

Es la capacidad para cambiar de forma flexible entre distintas tareas, operaciones mentales u objetivos. Conlleva el manejo de estrategias fluidas que nos permiten adaptarnos a situaciones inesperadas pensando sin rigidez y liberándonos de automatismos poco eficientes. Como, por ejemplo, cuando el niño participa en una actividad en la que en unas situaciones ha de hablar y, en otras, ha de escuchar. O cuando tiene que elegir entre diferentes estrategias para resolver un problema y existe la necesidad de ser creativo. Es por ello que el desarrollo de la flexibilidad cognitiva se puede facilitar si utilizamos analogías y metáforas, planteamos problemas abiertos, permitimos diferentes opciones para la toma de decisiones o asumimos con naturalidad el error en el proceso de aprendizaje. Tareas como llevar una cometa, jugar a fútbol o caminar por un entorno natural conllevan un uso adecuado de la flexibilidad mental, porque se han de ir ajustando las decisiones a las circunstancias que se van dando.

En la práctica, estas funciones básicas pueden intervenir relacionadas. Así, por ejemplo, mediante el juego simbólico -una estupenda forma de fomentar el pensamiento creativo o la conciencia emocional-, los niños deben mantener su rol y recordar el de los compañeros (memoria de trabajo), actuar según el personaje elegido (control inhibitorio) o ajustarse a los cambios de roles (flexibilidad cognitiva). Y qué importante es no subestimar la capacidad de los niños y fomentar su autonomía, lo cual es posible si los adultos somos capaces también de controlar nuestros impulsos y no intervenir de forma prematura. En el siguiente video se muestra cómo un niño de 3 años es capaz de no distraerse ante los estímulos externos en el aula y de resolver una tarea con bloques focalizando la atención y perseverando ante la misma. Juega, disfruta y aprende.

A continuación analizamos brevemente algunos programas o intervenciones que se han puesto en práctica en el aula y que parecen incidir positivamente sobre el desarrollo de las funciones ejecutivas, especialmente en aquellos alumnos con peor funcionamiento de las mismas o que pertenecen a entornos socioeconómicos desfavorecidos:

Programas informáticos

Existen programas de ordenador que integran el componente lúdico, como Cogmed, que han resultado beneficiosos para mejorar la memoria de trabajo, aunque no está claro que esta mejora pueda transferirse a las tareas académicas (Roberts et al., 2016). Con el videojuego NeuroRacer (ver figura 2) que está diseñado para realizar dos tareas a la vez, una de discriminación perceptiva y otra de coordinación visomotora, se mejoró en adolescentes y en personas mayores la atención sostenida y la memoria de trabajo, dos capacidades no entrenadas (Anguera et al., 2013). Hay indicios de que determinados juegos de ordenador sí que pueden mejorar las capacidades cognitivas también en los niños, como en el caso del entrenamiento de la atención ejecutiva (Rueda et al., 2012).

Figura 2

Programas de actividad física

Aunque los programas de actividad física continuados han producido efectos positivos sobre el aprendizaje en niños y adolescentes, los mejores resultados para las funciones ejecutivas se obtienen cuando se combina con una mayor actividad mental, como en el caso de las artes marciales. En un estudio en el que participaron niños con edades comprendidas entre los 5 y los 11 años se analizaron los efectos producidos por un programa de taekwondo respecto a los de un programa de educación física tradicional. Después de tres meses, los resultados indicaron que los alumnos del grupo de artes marciales habían mejorado más que los del otro grupo en todas las medidas realizadas de las funciones ejecutivas, tanto cognitivas como afectivas, y en la autorregulación emocional (Lakes y Hoyt, 2004), algo especialmente útil en alumnos con TDAH.

Programas de educación emocional

Este tipo de programas promueven el aprendizaje de toda una serie de competencias sociales y emocionales, como el autocontrol u otras asociadas a las funciones ejecutivas. Así, por ejemplo, en el programa PATHS se les enseña a los niños que cuando están enfadados han de abrazarse como una tortuga y hacer un par de respiraciones profundas. Este parón les ayuda a calmarse. Y muy beneficiosos han resultado también programas que incorporan técnicas de relajación y meditación en el aula, como MindUP. Este programa de entrenamiento en mindfulness que se combina con actividades que promueven el optimismo, la gratitud o la bondad incide sobre las funciones ejecutivas de los niños mejorando su control inhibitorio (ver figura 3) y su gestión del estrés (Schonert-Reichl et al., 2015).

Figura 3

Enseñanza bilingüe

Nuestro cerebro tiene una enorme capacidad para aprender varias lenguas en la infancia temprana y ello confiere diversas ventajas. Las personas bilingües muestran una mejor atención ejecutiva y obtienen mejores resultados en tareas que requieren control inhibitorio, memoria de trabajo visuoespacial o flexibilidad cognitiva. En el caso de niños de 5 años ya se han identificado los patrones de actividad electrofisiológica que diferencian a los cerebros bilingües respecto a los monolingües y que les permiten un mejor desempeño ejecutivo (Barac, Moreno y Bialystoc, 2016). Incluso, cuando bebés de 7 meses aprenden a identificar una señal auditiva o visual que anticipa la aparición de un objeto en una pantalla, aquellos que son educados en un entorno bilingüe son capaces de reorientar la atención cuando el objeto aparece de forma sorpresiva en otra posición, a diferencia de los monolingües que siguen esperando que el objeto aparezca en la misma situación (Kovacs y Mehler, 2009; ver figura 4).

Figura 4

En la práctica

Como hemos comentado, existen diferentes formas de entrenar directamente las funciones ejecutivas. Sin embargo, Adele Diamond (2014), una de las pioneras en el campo de la neurociencia cognitiva del desarrollo, sugiere que las tareas que provocan la mayor mejora de las funciones ejecutivas son aquellas que las trabajan de forma indirecta, incidiendo en aquello que las perjudica -como el estrés, la tristeza, la soledad o una mala salud- provocando mayor felicidad, vitalidad física y un sentido de pertenencia al grupo. ¿Y cuáles son estas estrategias? Pues todas aquellas que están en concordancia con lo que proponemos desde la neuroeducación. Si para un buen funcionamiento ejecutivo lo más importante es fomentar el bienestar emocional, social o físico, el aprendizaje del niño tiene que estar vinculado al juego, el movimiento, las artes o la cooperación. O si se quiere, nada mejor para facilitar un aprendizaje eficiente y real que promover la educación física, el juego, la educación artística y la educación socioemocional. Todo ello en consonancia con el proceso natural de maduración del cerebro humano porque en cualquier cultura los niños aprenden a descubrir el mundo que les envuelve bailando, cantando, dibujando, jugando, compartiendo, resolviendo retos… todas ellas tareas que colman las necesidades sociales que tenemos los seres humanos. Seguramente, el entrenamiento puramente cognitivo no es la mejor forma de mejorar la cognición. El éxito académico y personal requiere atender las necesidades sociales, emocionales y físicas de los niños. Una nueva educación es posible. Nuestro cerebro plástico y social agradecerá el nuevo cambio de paradigma.

Jesús C. Guillén

 

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  9. Kovács A. M., Mehler J. (2009): “Cognitive gains in 7-month-old bilingual infants”. PNAS 106, 6556–6560.
  10. Lakes K. D., Hoyt W. T. (2004): “Promoting self-regulation through school-based martial arts training”. Applied Developmental Psychology 25, 283–302.
  11. Marina, José Antonio y Pellicer, Carmen (2015). La inteligencia que aprende. Madrid: Santillana.
  12. Moraine, Paula (2014). Las funciones ejecutivas del estudiante. Madrid: Narcea.
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  17. Sigman, Mariano (2015). La vida secreta de la mente: nuestro cerebro cuando decidimos, sentimos y pensamos. Buenos Aires: Debate.

Ajedrez en el aula: una forma lúdica de aprender a pensar

16 septiembre, 2015 8 comentarios

El juego constituye un mecanismo natural imprescindible para el aprendizaje. De forma espontánea, a través del juego libre, los niños aprenden a tomar decisiones, a resolver problemas, o a relacionarse con los demás. Y desde la perspectiva educativa también puede resultar muy útil el juego estructurado o dirigido, a medio camino entre el juego libre y la enseñanza directa, para ir fomentando un aprendizaje más reflexivo. Un ejemplo de ello lo representa el ajedrez, un juego con unas reglas definidas que se han de aceptar e interiorizar en el que confluyen aspectos relacionados con el deporte, la ciencia o el arte y que estudios recientes sugieren que su práctica regular puede beneficiar el desarrollo personal y académico del alumno: el análisis detallado de las posibles posiciones que pueden originarse en el tablero requiere concentración, autocontrol, pensamiento crítico o mantenimiento de la información visual en la memoria de trabajo, todas ellas acciones relacionadas con las llamadas funciones ejecutivas del cerebro que nos permiten tomar las decisiones adecuadas y que tienen una incidencia directa en el rendimiento académico del alumno. Y es que en el ajedrez, al igual que en la vida, hay que planificar y actuar con un tiempo limitado.

¿Qué ocurre en el cerebro del ajedrecista?

En Escuela con Cerebro hemos comentado en muchas ocasiones la importancia de la práctica regular (es tarea del profesor variar y espaciar los contenidos para no desmotivar) en el proceso de aprendizaje porque es así como se produce este a nivel neuronal: en el cerebro humano, tremendamente plástico, se aplica aquello de “úsalo o piérdelo”. La práctica continuada permite adquirir una serie de automatismos que hacen que exista una mayor eficiencia cerebral en los expertos que en los iniciados, ya sea en matemáticas, en música o, por ejemplo, en ajedrez.

Los estudios con neuroimágenes han revelado patrones de activación cerebral al jugar al ajedrez: el lóbulo occipital se activa debido al procesamiento visual mientras que el lóbulo parietal refleja el control atencional y la orientación espacial. Sin embargo, los ajedrecistas profesionales (Grandes Maestros y Maestros Internacionales) activan más el lóbulo frontal, lo cual indica procesos de razonamiento de mayor complejidad y la utilización de la memoria de forma más selectiva al acceder a la información consolidada, mientras que los aficionados activan más el lóbulo temporal y el hipocampo, lo cual sugiere una necesidad de codificar y almacenar la información novedosa que aparece en el tablero (Bart y Atherton, 2004).

Asimismo, se ha comprobado que los ajedrecistas profesionales desactivan mucho más que los iniciados la red neuronal por defecto (activación cerebral cuando nuestra mente divaga o estamos con el “piloto automático”; ver figura 1) e incrementan las conexiones funcionales entre los ganglios basales, el tálamo, el hipocampo y otras regiones pertenecientes al lóbulo parietal y al temporal (Duan et al., 2012 y Duan et al., 2014), sugiriendo todo ello que la práctica regular del ajedrez mejora el rendimiento cerebral permitiendo tomar mejores decisiones haciendo un uso adecuado de la memoria.

Figura 1

¿Por qué introducir el ajedrez en el aula?

Los beneficios que pueden obtener los alumnos cuando participan en programas de ajedrez bien estructurados en horario extraescolar pueden ser tanto cognitivos como socioemocionales.

En un estudio reciente realizado en colegios de Tenerife (poco tiempo después el Parlamento de Canarias aprobó por unanimidad incluir el ajedrez en la enseñanza primaria y secundaria) en el que participaron 170 alumnos con edades entre los 6 y los 16 años, se comprobó que aquellos que formaron parte de un programa de ajedrez semanal obtuvieron mejoras cognitivas y conductuales respecto a los alumnos que eligieron el fútbol y el baloncesto como actividades extraescolares (Aciego et al., 2012). Las mejoras cognitivas se vieron reflejadas en pruebas de atención, autocontrol, organización perceptiva, rapidez, planificación y previsión, mientras que las mejoras conductuales se percibieron en las relaciones con los demás, en la capacidad para afrontar los problemas o en la satisfacción mostrada ante los estudios, hecho confirmado tanto por los profesores como por los propios alumnos. Los autores de esta investigación comentaron que el ajedrez constituye una herramienta pedagógica muy potente porque mejora las capacidades cognitivas del niño o del adolescente y, además, incide muy positivamente en su desarrollo personal y social.

Aunque la anterior investigación refleja la evolución positiva del alumno durante el curso escolar, podría objetarse, debido a su diseño cuasi experimental en el que no existe una asignación aleatoria de los participantes a los grupos de control y experimental, que la mejora de las capacidades cognitivas del alumno no se debe al programa de ajedrez si no que los alumnos que lo eligieron voluntariamente ya poseían esas mejores capacidades. Sin embargo, ya existen estudios con diseños experimentales aleatorizados que confirman los resultados anteriores, incluso cuando estos programas se han integrado directamente en el currículo escolar, incidiendo positivamente en disciplinas concretas como en el caso de las matemáticas.

Kazemi y sus colaboradores (2012) realizaron un estudio en escuelas iraníes en el que participaron alumnos de primaria y secundaria. El grupo experimental estaba formado por 86 alumnos elegidos aleatoriamente que participaron en un programa de ajedrez que duró 6 meses mientras que el grupo de control lo formaban 94 alumnos también elegidos al azar. Los resultados reflejaron una clara mejora de los participantes del programa durante el curso, a diferencia de los integrantes del grupo de control, tanto en pruebas matemáticas (ver figura 2) como en otras específicas que evaluaban las capacidades metacognitivas de los alumnos.

Figura 2

Estos resultados han sido confirmados por otro estudio posterior realizado en las ciudades italianas de Asti y Bérgamo en el que participaron 568 niños, con edades entre los 8 y los 10 años, en el que 412 de ellos recibieron clases de ajedrez como una asignatura más durante todo el curso académico (Trinchero, 2013). A diferencia del grupo de control, los alumnos que recibieron el entrenamiento de ajedrez obtuvieron una mejora modesta pero estadísticamente significativa en pruebas matemáticas de resolución de problemas que era proporcional al nivel ajedrecístico alcanzado durante el curso. Estos resultados fueron justificados por el propio autor atendiendo a que el ajedrez permite a los alumnos mejorar su capacidad de concentración, la cual es necesaria para leer e interpretar de forma adecuada los enunciados de los problemas, y adquirir una mayor capacidad metacognitiva que posibilita análisis y evaluaciones más rigurosos durante el proceso de resolución. Y estas mismas mejoras en el contexto de las competencias matemáticas pueden darse también en alumnos con necesidades educativas especiales (Barret y Fish, 2011).

En una extensa revisión realizada por Nicotera y Stuit (2014) sobre los estudios publicados hasta la fecha, los cuales han sido clasificados atendiendo a la calidad del diseño experimental (el nivel 1 corresponde al diseño controlado aleatorizado que es el de más calidad), han encontrado efectos estadísticos positivos de los programas de ajedrez integrados en el currículo escolar que han evaluado pruebas cognitivas (figura 3) o los efectos sobre el rendimiento académico y las matemáticas (figura 4). En la práctica, cuando la medida estadística del tamaño del efecto supera el valor de 0,40 se considera efectiva la intervención..Figura 3

Figura 4

Aunque los resultados de los estudios recientes son positivos, estamos a la espera de nuevas investigaciones que se están realizando en España y en Inglaterra. En concreto, el estudio de Inglaterra corresponde a una evaluación del programa Chess in Schools que asignará de forma aleatoria 100 escuelas de primaria de diversas ciudades inglesas a los correspondientes grupos experimental y de control (50 y 50) y en el que intervendrán 3000 alumnos aproximadamente.

En la práctica

Aunque se han de completar las primeras evidencias empíricas que disponemos, el niño o el adolescente, jugando de forma regular a ajedrez, parece mejorar toda una serie de competencias cognitivas y socioemocionales que son imprescindibles para su buen desempeño académico pero también para la vida (ver video 2). El ajedrez es un recurso educativo que va a permitir estimular procesos como la atención, la memoria, la concentración, la creatividad o el razonamiento por lo que el verdadero objetivo de integrarlo en el currículo no es el de formar ajedrecistas si no el de aprovechar la mejora de estas habilidades comentadas en cualquier disciplina académica o situación de la vida, algo que debe compartirse desde el inicio con las familias.

El juego del ajedrez está al alcance de cualquier alumno pero hay que respetar su proceso de maduración personal e ir adaptando de forma progresiva las tareas que van facilitando su aprendizaje. En ese proceso, es muy importante el papel del profesor como orientador y suministrador de retos, la utilización de materiales que favorezcan la reflexión o estructurar el aula como un espacio lúdico en el que el alumno es un protagonista activo del aprendizaje. Y ello no solo se puede facilitar dedicando un tiempo semanal, tal como se hace con cualquiera de las asignaturas tradicionales, sino que también se puede fomentar disponiendo de espacios lúdicos dentro del recinto escolar dotados con el debido material que permitan desarrollar a los alumnos todo su potencial creativo jugando. Porque jugando se aprende a pensar y mucho más.

Jesús C. Guillén

Referencias:

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  5. Duan, X. et al. (2014): “Functional organization of intrinsic connectivity networks in Chinese chess experts”. Brain Research 1558, 33–43.
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¿Puede el ejercicio físico mejorar el rendimiento académico?

Las modernas investigaciones en neurociencia están revelando que la actividad física es tan buena para el corazón como para el cerebro. No solo mejora el sistema cardiovascular o el sistema inmunológico, lo que repercute directamente en la motivación o el estado de ánimo, sino que, además, hoy ya conocemos cómo el ejercicio regular es capaz de modificar el entorno químico y neuronal que favorece el aprendizaje. Y estos beneficios que se pueden dar a cualquier edad, tienen unas enormes repercusiones educativas.

ESTUDIOS CON ADULTOS

Sabemos que el cerebro humano, debido a su plasticidad, tiene una enorme capacidad para modificar su estructura y funcionamiento a través de la interacción con el entorno. Y en este proceso continuo de adaptación y supervivencia de la especie durante miles de años que ha permitido que el cerebro se desarrollara, es innegable que la actividad física ha desempeñado un papel crucial. Y si la integración de las capacidades cognitivas en las operaciones motrices era necesaria para la supervivencia del ser humano, no es casualidad que el hipocampo, imprescindible para la memoria explícita y el aprendizaje, sea una de las regiones cerebrales más influenciadas por el ejercicio físico (Gómez-Pinilla y Hillman, 2013).

Mejora de la infraestructura neuronal: el BDNF

En un estudio en el que participaron 120 personas mayores (Erickson et al., 2011) se demostró que un entrenamiento aeróbico de intensidad moderada de tres días por semana durante un año aumentó un 2% el volumen de su hipocampo, lo cual iba acompañado de una mejora de la memoria espacial y de un incremento de los niveles de una proteína, el BDNF (del inglés, factor neurotrófico derivado del cerebro). El BDNF segregado como consecuencia del ejercicio físico es muy importante porque:

  • Mejora la plasticidad sináptica, es decir, fortalece las conexiones neuronales que garantizan el aprendizaje. Cuando se bloquea esta molécula en ratones, se eliminan los beneficios cognitivos de la actividad física (Vaynman et al., 2004).
  • Aumenta la neurogénesis en una región imprescindible para la formación de las memorias: el hipocampo (ver figura 1). Este proceso de formación de nuevas neuronas, que ya se había comprobado en otros mamíferos, facilita los procesos cognitivos (Pereira et al., 2007).
  • Aumenta la vascularidad cerebral. El aumento de sangre en las neuronas permite la llegada de toda una serie de nutrientes que mejoran su funcionamiento. Este proceso en el que intervienen también otros factores de crecimiento como el IGF-1 o el VEGF está directamente relacionado con la neurogénesis (Van Praag, 2009).
    Figura 1

Aunque en la mayoría de estudios se han comprobado los beneficios del ejercicio físico aeróbico, en condiciones anaeróbicas también se han encontrado efectos positivos. Así, por ejemplo,  en un estudio en el que participaron estudiantes deportistas con edades por encima de los 20 años, se comprobó que aquellos a los que se les sometía a una prueba de vocabulario tras 3 minutos de sprints, aprendían palabras un 20% más rápido que aquellos que o bien descansaban o bien realizaban una larga prueba aeróbica de baja intensidad. Y sus análisis de sangre revelaron mayores niveles de BDNF (Winter et al., 2007).

La demostración de que con solo unos minutos de ejercicio se puede mejorar el aprendizaje posterior sugiere la necesidad de utilizar descansos regulares durante la jornada escolar para mejorar el rendimiento académico. Al realizarse el ejercicio físico se generan neurotransmisores como la serotonina, la noradrenalina y la dopamina que sabemos que benefician el estado de alerta, la atención o la motivación (Ratey y Hagerman, 2008), factores críticos en el proceso de aprendizaje. Y esa es la receta perfecta para combatir el tan temido estrés.

Pensando en el futuro: la reserva cognitiva

A parte de todo lo anteriormente comentado, también se ha demostrado que los beneficios de la actividad física son acumulativos, es decir, inciden sobre lo que se conoce como reserva cognitiva que, por ejemplo, nos permitirá alargar el efecto protector ante ciertas enfermedades neuroedegenerativas como el Alzheimer. En un estudio en el que participaron más de un millón de suecos entre los años 1950 y 1976 (Aberg et al., 2009), se recogieron datos sobre el estado físico y la inteligencia de los participantes a los 15, a los 18 y entre los 28 y 54 años de edad. En concreto, los datos recogidos a los 18 años se compararon con los logros académicos, la situación socioeconómica o la ocupación laboral de los participantes años después.

Los análisis de los resultados a los 18 años de edad revelaron una correlación entre la resistencia cardiovascular (y no la fuerza muscular) con la capacidad intelectual, tanto en pruebas verbales, de lógica o de inteligencia general (ver figura 2).

Figura 2

Y no menos importante es que el estado físico de los participantes a los 18 años, en concreto su resistencia aeróbica o cardiovascular, guardaba una relación directa y positiva con el nivel socioeconómico y los logros académicos en la edad adulta (mejores empleos y mayor probabilidad de obtener títulos universitarios). Independientemente de que siguieran realizando ejercicio o no, aquellos que en su juventud sí que se ejercitaron mostraron años después mejores capacidades cognitivas.

ESTUDIOS CON NIÑOS Y ADOLESCENTES

Analicemos a continuación algunos de las muchas investigaciones que ya existen con jóvenes en edad escolar relacionadas con los efectos del ejercicio físico sobre competencias académicas particulares o generales y, en especial, sobre las funciones ejecutivas del cerebro, esas capacidades relacionadas con la gestión de las emociones, la atención y la memoria que nos permiten el control cognitivo y conductual necesario para planificar y tomar decisiones adecuadas.

Lengua y matemáticas

En un estudio en el que participaron 20 estudiantes de nueve años edad (Hillman et al., 2009) se les realizó una serie de tests relacionados con la lectura, la ortografía y las matemáticas en dos condiciones experimentales diferentes: después de 20 minutos caminando en una cinta de correr a un ritmo moderadamente alto o tras un periodo de descanso también de 20 minutos. Los resultados no ofrecieron dudas, los niños tras la actividad física obtuvieron mejores resultados en cada una de las pruebas (ver figura 3).

Figura 3

Competencias generales

En un metaanálisis en el que se  analizaron 44 estudios (Sibley y Etnier, 2003) en los que intervinieron niños en edad escolar entre los 4 y los 18 años, se encontró una correlación positiva entre la actividad física y el aprendizaje. Se analizaron ocho categorías cognitivas: habilidades perceptivas, cociente de inteligencia, resultados académicos, tests verbales, tests matemáticos, memoria y una última en la que se incluían áreas diversas relacionadas con la creatividad o la concentración. Los resultados revelaron que el ejercicio físico fue beneficioso para todas las categorías salvo para la memoria y aunque este efecto positivo se encontró en todas los grupos asignados por edades, fue mayor en los niños de los grupos entre 4-7 y 11-13 años que en los de 8-10 y 14-18 años.

En una revisión posterior de 50 estudios (Rasberry et al., 2011) en la que se analizó la incidencia de la actividad física (en donde se incluían también las clases de educación física) en el rendimiento académico de los alumnos en edad escolar, se comprobó que el 50,5% de las asociaciones encontradas fueron positivas, el 48% no produjeron efectos significantes y solo el 1,5% fueron negativas. Los autores dudan de las medidas tomadas en una enorme cantidad de escuelas americanas en las que se han eliminado o reducido drásticamente las clases de educación física o los mismos recreos para poder dedicar más tiempo a otras materias, supuestamente más importantes, para mejorar los resultados de los alumnos en las pruebas de evaluación externas.

Atención

En una investigación en la que se aplicó un programa de ejercicio físico predominantemente aeróbico de 30 minutos a alumnos de 13 y 14 años de edad (Kubesch et al., 2009), se comprobó que mejoraron su rendimiento en tareas de discriminación visual que requerían una gran atención ejecutiva, en comparación a aquellos que realizaron un descanso activo de 5 minutos. Algo parecido se encontró en un programa de actividad física extraescolar que se aplicó durante 9 meses a alumnos con edades entre 7 y 9 años (Hilman et al., 2014). El análisis de los encefalogramas reveló una mayor actividad cerebral en los niños que participaron en el programa al resolver tareas en las que intervenían los recursos atencionales (ver figura 4), a diferencia de los del grupo de control.

Figura 4

Especialmente importante, sobre todo para alumnos con TDAH, es combinar el ejercicio físico con una mayor actividad mental como se da, por ejemplo, en el caso de las artes marciales. En un estudio en el que se probó un programa de taekwondo durante 3 meses en niños con edades comprendidas entre los 5 y los 11 años, se obtuvieron mejoras tanto conductuales como académicas en los participantes (Lakes y Hoyt, 2004).

Memoria explícita

La misma relación directa entre el ejercicio físico, el volumen del hipocampo y la memoria que se había identificado en animales y en personas adultas, se quiso demostrar en la infancia. En un experimento en el que participaron niños de 9 y 10 años de edad, se comprobó que aquellos que mostraban una mejor capacidad cardiovascular tenían un volumen de su hipocampo mayor (ver figura 5) y, como consecuencia de ello, se desenvolvían mejor en tareas que requerían de la memoria explícita (Chaddock et al., 2010), el tipo de memoria que se utiliza tanto en las tareas académicas.

Figura 5

Memoria de trabajo

La memoria de trabajo es una memoria de corto plazo que requiere cierto grado de reflexión, por lo que su desarrollo es muy importante desde la perspectiva educativa. En un estudio en el que participaron 43 niños con edades comprendidas entre los 7 y los 9 años, se quiso analizar los efectos de un programa extraescolar de actividad física que duró 9 meses en este tipo de memoria (Kamijo et al., 2011). Aunque el programa se centraba en la actividad cardiovascular, también se diseñaron actividades específicas para mejorar la fuerza en las que se utilizaban bandas elásticas o balones medicinales. Los análisis demostraron que los niños que participaron en el programa mejoraron la realización de tareas en las que tenían que reconocer estímulos que se les habían presentado anteriormente, un indicador claro de la mejora de la memoria de trabajo que es tan importante en la resolución de problemas.

Autocontrol

En una investigación que utilizó la técnica de la resonancia magnética funcional, se estudiaron los efectos producidos sobre el cerebro en niños de 8 y 9 años de un programa de actividad física que duró 9 meses y en el que los participantes se ejercitaban 60 minutos en cada una de las cinco sesiones semanales (Chaddock et al., 2013). Las neuroimágenes revelaron que aquellos niños que participaron en el programa mostraron patrones específicos de activación de la corteza prefrontal y de la corteza cingulada anterior (ver figura 6) que iban acompañados de una mejora en tareas específicas que requerían un gran autocontrol, junto a otras funciones ejecutivas asociadas. Y esto es especialmente importante, dada la influencia enorme del autocontrol en los procesos emocionales y cognitivos que afectan directamente al rendimiento académico del alumno.

Figura 6

EL EJERCICIO FÍSICO, UNA PARTE ESENCIAL DEL CURRÍCULO ESCOLAR

Los estudios con niños y adolescentes sobre la práctica de la actividad física han demostrado los mismos beneficios que se habían encontrado tanto en animales como en adultos. Como consecuencia del ejercicio físico se segregan toda una serie de neurotransmisores y factores de crecimiento cerebrales que estimulan el desarrollo de nuevas neuronas en el hipocampo y el fortalecimiento de las conexiones neuronales que facilitan la memoria y el aprendizaje. Especialmente importantes son los estudios con niños en los que se demuestra la mejora de las funciones ejecutivas básicas como la capacidad de inhibición, la memoria de trabajo o la flexibilidad cognitiva que son imprescindibles para el buen desarrollo académico y personal de los alumnos.

Las investigaciones analizadas sugieren que no es una buena idea erradicar del currículo o dedicar el mínimo tiempo posible a las clases de educación física cuando sabemos que mejoran nuestra salud física, emocional y mental, procesos que acaban siendo indisolubles. Y, por supuesto, tampoco beneficia colocar estas clases al final del horario escolar cuando sabemos que unos pocos minutos de actividad física son suficientes para mejorar la atención y la concentración del alumno, factores críticos en su aprendizaje. En este sentido, se deberían utilizar descansos regulares que permitieran a los alumnos moverse y fomentar zonas de recreo al aire libre que permitieran la actividad física voluntaria. Un simple paseo por un entorno natural puede recargar de energía determinados circuitos cerebrales que intervienen en la atención o la memoria y que pueden saturarse como consecuencia de una actividad académica continuada. De ello se puede beneficiar cualquier alumno, pero en especial aquellos con TDAH. Y ese simple paseo o cualquier actividad física que nos permita cierta desconexión mental respecto a lo que estamos haciendo nos puede permitir encontrar, gracias a los mecanismos cerebrales inconscientes que no dejan de trabajar, una solución creativa a ese problema que nos frustraba y que no podíamos resolver cuando pensábamos en él de forma cerrada.

El movimiento está asociado a nuestro propio proceso de desarrollo cerebral por lo que no deberíamos desaprovechar los beneficios derivados del ejercicio físico, sin olvidar que cuando suministramos los retos intelectuales adecuados el efecto se amplifica. En definitiva, lo que es bueno para el corazón es bueno para el cerebro. Mejores alumnos y mejores personas.

Jesús C. Guillén

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Referencias bibliográficas:

  1. Aberg M. et al. (2009): “Cardiovascular fitness is associated with cognition in Young adulthood”. PNAS 106 (49), 20906-20911.
  2. Chaddock L. et al. (2010): “A neuroimaging investigation of the association between aerobic fitness, hippocampal volume, and memory performance in preadolescent children”. Brain Research 1358, 172-183.
  3. Chaddock L. et al. (2013): “The effects of physical activity on functional MRI activation associated with cognitive control in children: a randomized controlled intervention. Frontiers in Human Neuroscience 7.
  4. Erickson K. et al. (2011): “Exercise training increases size of hippocampus and improves memory”. PNAS 108, 3017-3022.
  5. Gómez-Pinilla F. y Hillman C. (2013): The influence of exercise on cognitive abilities”. Comprehensive Physiology 3, 403-428.
  6. Hillman C.et al. (2009): “The effect of acute treadmill walking on cognitive control and academic achievement in preadolescent children”. Neuroscience 159, 1044-1054.
  7. Hillman et al. (2014): “Effects of the FITKids randomized controlled trial on executive control and brain function”. Pediatrics 134 (4), 1063-1071.
  8. Kamijo K. et al. (2011): “The effects of an afterschool physical activity program on working memory in preadolescent children. Developmental Science 14, 1046-1058.
  9. Kubesch S. et al. (2009): “A 30-minute physical education program improves students’ executive attention”. Mind, Brain, and Education 3, 235-242.
  10. Lakes K. D., Hoyt W. T. (2004): “Promoting self-regulation through school-based martial arts training”. Applied Developmental Psychology 25, 283–302.
  11. Pereira A. et al. (2007): “An in vivo correlate of exercise-induced neurogenesis in the adult dentate gyrus”. PNAS 104, 5638-5643.
  12. Rasberry C. et al. (2011): “The association between school-based physical activity, including physical education, and academic performance: a systematic review of the literature. Preventive Medicine 52, S10-S20.
  13. Ratey, John J. y Hagerman, Eric (2010). Spark! How exercise will improve the performance of your brain. Quercus.
  14. Sibley B. y Etnier J. (2003): “The relationship between physical activity and cognition in children: a meta-analysis”. Pediatric Exercise Science 15, 243-256,
  15. Van Praag H. (2009): “Exercise and the brain: something to chew on”. Trends in Neurosciences 32(5), 283-290.
  16. Vaynman S. (2004): “Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition”. European Journal of Neuroscience 20, 2580-2590.
  17. Winter B. et al. (2007): “High impact running improves learning”. Neurobiology of Learning and Memory 87, 597-609.

La atención en el aula: de la curiosidad al conocimiento

La curiosidad, lo que es diferente y sobresale en el entorno, enciende la emoción. Y con ella, con la emoción, se abren las ventanas de la atención, foco necesario para la creación de conocimiento.

Francisco Mora

Atención y motivación. Fig1

“¡Prestad atención, por favor!” Así se dirigía  a sus alumnos en un tono enfurecido una profesora desesperada. Lo cierto es que, tras la sorpresa inicial que duró unos segundos, sus alumnos centraron su atención en lo que estaba sucediendo fuera del aula: un grupo de cotorras excitadas alternaban sus posiciones en la copa de un pino. Y parecían divertirse. La profesora en cuestión no acabó de entender ni supo aprovechar que lo que sucedía en el entorno natural exterior era mucho más interesante y emocionante que una pizarra repleta de anodinas explicaciones sobre sucesos históricos acaecidos hace muchos siglos. Y eso es lo que está demostrando la neurociencia, que la forma más directa de despertar  la atención, mecanismo imprescindible para el aprendizaje, es suscitar la curiosidad (Mora, 2013). Y esto es así debido a que los seres humanos, aunque nos cuesta reflexionar porque ello requiere el correspondiente gasto energético, somos curiosos por naturaleza.

Redes atencionales

Hoy sabemos que la atención no constituye un proceso cerebral único sino que existen diferentes redes atencionales que hacen intervenir circuitos neuronales y regiones cerebrales concretas (ver figura 2). Según el modelo de Posner, existen tres redes neurales o sistemas de regiones cerebrales que están interconectadas (Posner y Rothbart, 2007):

  • Una red que nos permite alcanzar y mantener un estado de alerta. Por ejemplo, cuando el alumno se queda sorprendido ante el desenlace de un experimento de laboratorio.
  • Una red que permite orientar la atención y seleccionar la fuente del estímulo sensorial. Por ejemplo, cuando el alumno está buscando en clase al compañero con el que tiene que realizar la práctica de laboratorio.
  • Una red ejecutiva relacionada con los procesos de control que suministra la base del comportamiento voluntario y que permite regular pensamientos, emociones o acciones. Por ejemplo, cuando el alumno está intentando resolver el problema planteado en el informe de las prácticas de laboratorio.


Redes atencionales en el cerebro. Fig 2

Aunque existen también mecanismos inconscientes que permiten mantener la atención e incluso que se creen que son importantes en la resolución creativa de problemas, nosotros nos centraremos en los aspectos voluntarios y conscientes de la atención que conlleva lo que conocemos como concentración y que desempeña un papel esencial en una forma de memoria (memoria explícita)  que es la forma de aprendizaje utilizada en tareas escolares como los tradicionales exámenes.

La atención ejecutiva: la atención selectiva para el estudio

Las funciones asociadas a la atención ejecutiva (ver la implicación de la corteza prefrontal en la figura 2) se solapan con las ejercidas por las conocidas  funciones ejecutivas, aquellas que nos permiten elegir, planificar y tomar decisiones de forma consciente y voluntaria. Es por ello que la atención ejecutiva es esa atención específica para el estudio que permite al alumno, mediante un foco atencional variable, seguir el proceso de resolución de una tarea o problema concreto, analizar un texto o seguir la explicación del maestro.

Investigaciones recientes con grandes implicaciones educativas  están intentando demostrar que se puede mejorar la atención y otras funciones ejecutivas.

El entrenamiento de la atención

 En un estudio muy famoso (Rueda et al., 2005) se diseñaron unos ejercicios de entrenamiento para ayudar a niños entre 4 y 6 años a mejorar su atención ejecutiva. La elección se debe a que se ha demostrado que esta red atencional se desarrolla de forma drástica entre los 2 y los 7 años.

En las pruebas, los niños aprenden a controlar con su joystick un gato (ver figura 3) que ha de mantenerse fuera de la lluvia (a), se ha de mover hacia la hierba (b) y ha de atrapar un pato cuando sale del agua (c).

Entrenamiento de la atención. Fig 3

Tanto el grupo experimental como el de control tenía 12 niños y la investigación se realizó durante 5 días de entrenamiento en sesiones que duraban entre 30 y 40 minutos. Pues bien, con esa práctica reducida de sólo 5 días, el análisis de los resultados demostró una mejora importante tanto en la atención ejecutiva como en la inteligencia de los niños. Los autores sugieren que este tipo de entrenamiento utilizando videojuegos puede resultar especialmente útil en niños con un perfil atencional bajo o en aquellos que padecen algún trastorno del aprendizaje, pero no descartan su utilidad para cualquier tipo de alumno. Se desconoce cuánto tiempo puede durar la facilitación de estos mecanismos cerebrales en la atención ejecutiva, aunque un estudio posterior reveló que los efectos beneficiosos se observaron al menos 2 meses después (Rueda et al., 2012). Seguramente, entrenamientos más duraderos puedan alargar estos periodos temporales.

La atención en el aula: de la teoría a la práctica

El inicio de la clase es clave

Los seres humanos recordamos mejor lo que ocurre al principio, por lo que el comienzo de la clase se nos antoja un momento crítico. Tradicionalmente se utilizan los primeros minutos de las clases para corregir los deberes del día anterior, sin embargo, deberían utilizarse para introducir o analizar los conceptos más novedosos y relevantes. Es esa novedad que despierta la curiosidad la que activa las redes atencionales de alerta y orientativa del alumno y que le sirven para abrir el foco de la atención, no para mantenerlo.

Como ejemplo que resalta la importancia de la curiosidad en el aprendizaje, podemos iniciar una clase al modo socrático clásico con una pregunta provocadora relacionada con un  problema real que sea motivador y que permita al alumno iniciar un proceso de investigación en el que se sienta un protagonista activo  del mismo (ver figura 4).

Toblerone. Fig 4

Ciclos y parones

Diversos estudios demuestran que la capacidad del alumno para mantener la atención sostenida varía, en promedio,  entre 10 y 20 minutos (Tokuhama, 2011). Esto sugiere que, para optimizar la atención del alumnado, el profesor debería  dividir el tiempo que dispone para impartir su materia en bloques que no excedieran, aproximadamente, los 15 minutos. De esta forma también se facilita el procesamiento y consolidación de la información que sabemos que requiere práctica continua y tiempo. El inicio de la clase debería despertar el interés, en la mitad de la misma se podría facilitar la reflexión a través del trabajo cooperativo y utilizar el final para repasar lo prioritario.

La variedad estimula la atención

Existe una gran diversidad de estrategias pedagógicas que pueden estimular al cerebro y captar la atención siempre y cuando conlleven cambio y novedad. Desde la utilización por parte del docente, por ejemplo,  de metáforas, historias, ejercicios que propongan predicciones, actividades que requieran analizar diferencias (Jensen y Snider, 2013), debates, lecturas o videos hasta cambios regulares en el entorno físico de aprendizaje que constituye el aula y que suministren estimulación visual. La experiencia del profesor permitirá mantener ese equilibrio requerido entre lo novedoso y lo más tradicional para no provocar estrés inadecuado en el alumnado.

La emoción como elemento facilitador

Cuando las emociones positivas nos impregnan de energía podemos concentrarnos mejor y empatizar más, ser más creativos y mantener el interés por las tareas (Davidson, 2012). Richard Boyatzis comenta: “hablar de sueños y metas positivas estimula centros cerebrales que nos abren nuevas posibilidades. Pero si la conversación cambia a lo que deberíamos corregir en nosotros, esos centros se desactivan” (Goleman, 2013). Curiosamente en la escuela prevalece un enfoque centrado en los déficits. Por ejemplo, en la corrección de los exámenes todavía predomina el subrayado en rojo de los errores, existiendo muy pocos comentarios positivos sobre lo realizado.

Se aprende mejor en plena naturaleza y jugando

El intentar mantener la atención durante periodos de tiempo prolongados agota determinados neurotransmisores de la corteza prefrontal. Sin embargo, se ha demostrado que un simple paseo en un entorno natural es suficiente para recargar de energía determinados circuitos cerebrales que permiten recuperar la atención y la memoria y que mejoran los procesos cognitivos (Berman et al., 2008).

Incluso niños con TDAH han mostrado cierta reducción de sus síntomas al encontrarse en la naturaleza  (Kuo, 2004). Yo mismo he podido comprobar como un alumno con déficit de atención se distraía continuamente al intentar resolver un problema matemático en clase y, poco tiempo después, estaba totalmente concentrado en una carrera de atletismo que iba a disputar.  Y es que la neurociencia ha demostrado la importancia del juego y de la actividad física en el aprendizaje y más si se da en entornos naturales.

La atención requiere autocontrol

Sin el funcionamiento adecuado de las funciones ejecutivas no es posible prestar atención al estímulo apropiado y, de esta forma,  se dificulta el aprendizaje. En este sentido, la utilización de actividades artísticas resulta muy útil en la mejora del autocontrol. Por ejemplo, al tocar un instrumento musical o al participar en una obra de teatro, el alumno puede mejorar la atención ejecutiva porque esas actividades le permiten centrarse y eliminar estímulos irrelevantes. Asimismo, es importante promover la metacognición del alumno a través de actividades (los proyectos son muy útiles) en las que debe reflexionar sobre lo que hace y aprende.

Mindfulness en el aula

Siguiendo con la línea anterior, se ha demostrado que el mindfulness mejora la actividad de circuitos de la corteza prefrontal que son fundamentales para mantener la atención y de otros de la corteza parietal que dirigen la atención  centrándola en un objetivo específico.  A la mejora de la atención selectiva hay que añadir la de la metacognición, el autocontrol o la relajación (Davidson, 2012), todos ellos factores imprescindibles en el desarrollo y aprendizaje del alumno. Esta técnica, integrada en programas de educación socioemocional, puede aplicarse perfectamente en el aula. La clase de tutoría es ideal para comenzar la implementación de este tipo de programas aunque su eficacia depende de hacer partícipe a todo el profesorado.

Conclusiones finales

Las investigaciones en neurociencia cognitiva de los últimos años han revelado información relevante que creemos puede tener muchas aplicaciones educativas. Tanto el conocimiento de las diferentes redes atencionales para suministrar la información, como el entrenamiento con videojuegos de la atención ejecutiva  para mejorar todo un conjunto de capacidades intelectuales imprescindibles en el desempeño académico y personal del niño, han de guiar las estrategias educativas del futuro.

Para mejorar el aprendizaje, el alumno debe reflexionar, indagar y relacionar los conceptos novedosos con los conocimientos previos, en definitiva, profundizar. Pero para ello se requiere una mente concentrada  y eso se consigue si el cerebro (en concreto, la corteza prefrontal) es capaz de conectar diferentes circuitos cerebrales e inhibir otros que son irrelevantes y fuentes de distracciones. La atención facilitadora del aprendizaje necesita esfuerzo continuo que requiere autocontrol, motivación que se consigue  a través de lo novedoso o relevante y emociones adecuadas, es decir, positivas. Al fin y al cabo, como mantenía William James hace más de un siglo: “Aquello a lo que atendemos se convierte en nuestra realidad, y aquello a lo que no atendemos acaba desapareciendo poco a poco de nuestra realidad”.

Jesús C. Guillén

Bibliografía:

1. Berman M. et al. (2008): “The cognitive benefits of interacting with nature”. Psychological Science, 19.

2. Davidson, Richard, Begley, Sharon (2012). El perfil emocional de tu cerebro. Destino.

3. Goleman, Daniel (2013). Focus. Desarrollar la atención para alcanzar la excelencia, Kairós.

4. Jensen, Eric y Snider, Carol (2013). Turnaround tools for the teenage brain. Jossey-Bass.

5. Kuo F. y Faber Taylor A. (2004): “A potentional natural treatment for attention déficit/hyperactivity disorder: evidence from a national study”. American Journal of Public Health, 94.

6. Mora, Francisco (2013). Neuroeducación: sólo se puede aprender aquello que se ama. Alianza Editorial.

7. Posner, Michael I. y Rothbart, Mary K. (2007). Educating the human brain. American Psychological Association.

8. Rueda M. R. et al. (2005): “Training, maturation, and genetic influences on the development of executive attention”. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102.

9. Rueda M. R. et al. (2012): “Enhanced efficiency of the executive attention network after training in preschool children: Immediate changes and effects after two months”. Developmental Cognitive Neuroscience, 2.

10. Tokuhama-Espinosa, Tracey (2011). Mind, brain, and education science. A comprehensive guide to the new brain-based teaching. W. W. Norton & Company.