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Memoria de trabajo en el aula
La memoria de trabajo establece una conexión crucial entre la cognición y la acción. Puede recoger información en múltiples niveles, de lo sensorial a lo perceptivo y también de la memoria a largo plazo.
Alan Baddeley
Imaginemos que hemos de multiplicar mentalmente los números 43 y 27. Para que este cálculo lo podamos realizar deberemos recordar los dos números, aplicar las reglas propias de la multiplicación, almacenar la información correspondiente a los productos intermedios e ir procesándola atentamente para evitar las distracciones que perjudicarían la secuencia adecuada que nos conduzca al resultado final. O pensemos, por ejemplo, en cómo le explicaríamos a una persona cómo llegar desde la estación de tren al hospital. Probablemente necesitaríamos crear alguna representación visoespacial de la zona, elaborar la mejor ruta, y transformarla en instrucciones verbales comprensibles para la otra persona. Y ella, a su vez, tendrá que realizar una tarea parecida, aunque en orden inverso, repitiéndose mentalmente la información, anotándola o confiando en su memoria a largo plazo. En ambas situaciones estamos utilizando la memoria de trabajo, una función ejecutiva básica que nos permite almacenar de forma consciente durante un breve periodo de tiempo una pequeña cantidad de información para ser utilizada en cualquier tarea cognitiva. Este sistema de mantenimiento y manipulación temporal de la información (esta mayor actividad mental la diferencia de la memoria a corto plazo) depende de la corteza prefrontal, y su capacidad, aunque limitada, se va desarrollando durante la infancia. Dado que posibilita combinar la información que nos llega del entorno a través de los órganos de los sentidos con la almacenada en la memoria a largo plazo, resulta fundamental para la reflexión y la resolución de problemas. Todo ello tiene muchas implicaciones educativas.
Componentes de la memoria de trabajo
En el modelo multicomponente de Baddeley y Hitch (Baddeley, 2021), modelo que tiene grandes ventajas porque es fácil de comprender y tiene un gran respaldo de la evidencia empírica, se representa la memoria de trabajo como un sistema jerárquico (ver figura 1; Baddeley, 2020) en el que un componente atencional de capacidad limitada (ejecutivo central) controla tres sistemas de almacenamiento temporal en los que se representa información de tipo verbal y acústica (bucle fonológico), visual y espacial (agenda visoespacial) o episódica (búfer o retén episódico).
Para familiarizarnos con el modelo, analicemos un ejemplo sencillo. Por ejemplo, piensa en tu casa. ¿Cuántas puertas tiene? Tómate tu tiempo…
¿Cómo conseguiste llegar al número exacto? Probablemente, visualizaste la casa, proceso en el cual se apoya la agenda visuoespacial, después contaste verbalmente las puertas, utilizando el bucle fonológico, y, a lo largo de todo el proceso, fue necesario que el ejecutivo central seleccionase y aplicara la estrategia adecuada para responder a la pregunta planteada.
La memoria de trabajo es un sistema cognitivo de capacidad limitada que está directamente vinculado a la atención ejecutiva, el tipo de atención que puede ser controlada por nuestras propias intenciones, es decir, aquella que nos permite seleccionar la información relevante y supervisar que nuestros pensamientos y acciones estén en sintonía con nuestros objetivos (Rueda, 2021). Pensemos, por ejemplo, cuando el estudiante se centra en el proceso de resolución de un problema de forma voluntaria o sigue la explicación del profesor durante la clase a pesar de que el compañero le está molestando.
Las tareas cognitivas que evalúan la memoria de trabajo, como las tareas de span o las tareas n-back (e incluso otras de control inhibitorio o de inteligencia fluida, por ejemplo), requieren recursos atencionales. La información que es relevante para la consecución de la tarea (o cualquier otro objetivo cotidiano) se mantiene activa a través de mecanismos atencionales que posibilitan que los contenidos de la memoria de trabajo estén accesibles, protegiéndolos del desvanecimiento producido por el paso del tiempo o de la interferencia que pueda ocasionar información relevante durante la tarea que estemos realizando.
En cuanto a los componentes fonológico y visoespacial de la memoria de trabajo, son relativamente independientes. Ello implica que la memoria de trabajo puede procesar los dos tipos de información simultáneamente, por lo que combinar lo visual con lo verbal constituye una buena estrategia pedagógica para todos los estudiantes. Pensemos, por ejemplo, cuando analizamos una imagen que aparece en una diapositiva de nuestra presentación. El cerebro del estudiante procesará antes la imagen y la explicación no generará ninguna interferencia. Sin embargo, la capacidad de la memoria de trabajo colapsará rápidamente si realizamos dos o más tareas a la vez que procesen el mismo tipo de información. Eso ocurre, por ejemplo, cuando leemos un texto que aparece en una diapositiva debido a que la corteza auditiva del estudiante estará procesando lo que escucha y, a su vez, el sonido del texto a través de su habla interna. Sobrecargar de texto los PowerPoint no parece lo más adecuado para optimizar el aprendizaje (Horvath, 2014).
Por otra parte, el búfer episódico es un sistema de almacenamiento temporal pasivo capaz de mezclar información procedente del bucle fonológico, la agenda visoespacial, la memoria a largo plazo, o incluso del input perceptivo (ver figura 2; Baddeley, 2020), en un episodio coherente. Es decir, une e integra los diferentes tipos de información que nos llegan a través de los sentidos para formar los objetos y escenas que percibimos de forma coherente (color azul y forma cuadrada conforman un cuadrado azul, por ejemplo). Procesos que no requieren una gran demanda atencional, como la imagen de la escuela en la que trabajas o el sonido de la voz de tu pareja no dependen mucho de la agenda visoespacial ni del bucle fonológico, sino del búfer episódico, el nexo de unión entre el ejecutivo central y la memoria a largo plazo.
Memoria de trabajo en el cerebro
Las neuroimágenes han confirmado que cuando realizamos pruebas de memoria de trabajo se activa especialmente la corteza prefrontal (en concreto, la región dorsolateral, junto a otras regiones como la corteza parietal lateral y la ínsula; Lemire-Rodger et al., 2019), considerada como la sede logística de las funciones ejecutivas.
La corteza prefrontal tiene una gran conectividad con otras regiones, sobre todo cuando realizamos tareas en las que interviene la memoria de trabajo. Por ejemplo, cuando estamos buscando el restaurante en el que queremos cenar (tarea visoespacial), la corteza prefrontal recibe señales del hipocampo que nos permiten determinar donde estamos actualmente y hacia donde tenemos que ir. O cuando tenemos que responder preguntas en una entrevista de trabajo (tarea verbal), nuestra corteza prefrontal recibirá información de centros del lenguaje, como el área de Broca, para elaborar las respuestas adecuadas.
En el video siguiente se muestra la activación cortical ante un estímulo auditivo en una tarea de memoria de trabajo verbal. El participante oye una palabra (“pen”) que ha de recordar. Tras unos segundos, se le presenta una lista de palabras y tiene que decir si la palabra inicial se encuentra en esa lista. Como se ve en el video, inicialmente se activan áreas de la corteza auditiva, luego regiones frontales (como el área de Broca), se da una interacción entre zonas anteriores y posteriores del cerebro y, al final, se activan las áreas visuales.
En la figura 3 (Fuster, 2015) se desglosan las diferentes fases de activación durante la tarea.
Desarrollo y limitaciones
La corteza prefrontal es la región del cerebro que tarda más en completar su desarrollo (hasta pasados los veinte años no acaba de madurar). Su proceso de maduración está directamente vinculado al desarrollo de la memoria de trabajo. Como se observa en la figura 4 (Alloway y Alloway, 2014), su crecimiento más espectacular se da durante la infancia. La memoria de trabajo aumenta más en los primeros diez años de vida que en el resto de la vida. En promedio, su capacidad se incrementa de forma constante hasta los 30 años, alcanza un máximo y se estabiliza. A medida que envejecemos, la amplitud de la memoria de trabajo se irá reduciendo.
Porque, efectivamente, en consonancia con la naturaleza atencional del ejecutivo central, la memoria de trabajo es limitada, tanto en tiempo como en amplitud (Cowan, 2010). En lo referente a la limitación temporal, tras unos segundos, la información almacenada en la memoria de trabajo tiene que ser actualizada. Y en lo que respecta a la amplitud, solo permite almacenar simultáneamente unas pocas unidades de información, asumiendo que las capacidades cognitivas de cada persona son diferentes y que las limitaciones de la memoria de trabajo se ven afectadas por las características de la información procesada.
Pensando en el contexto del aula, algunos autores sugieren que la capacidad de la memoria de trabajo permitiría procesar 2 instrucciones entre los 5 y 6 años de edad, 3 instrucciones entre los 7 y 9 años, 4 instrucciones entre los 10 y 12 años, 5 instrucciones entre los 13 y los 15, y 6 instrucciones entre los 16 y los 29 años, que es el rango de edad en el que se alcanzaría el máximo (Alloway y Alloway, 2014). Esta información es orientativa y, por supuesto, está basada en promedios.
Vulnerabilidades
Aunque la corteza prefrontal es la región más moderna del cerebro (evolutivamente hablando), también es la más vulnerable. Dice el gran neurocientífico Robert Sapolsky (2020) que “Las neuronas frontales son células caras, y las células caras son células vulnerables. Congruente con esa idea es que el lóbulo frontal es atípicamente vulnerable a varios daños neurológicos.”
Efectivamente, sabemos que cuando el lóbulo frontal está trabajando mucho, tiene unas tasas metabólicas muy altas. Como analizamos en un artículo anterior (¿Cómo pasar del deseo a la acción? Buenos hábitos en la educación y en la vida), el autocontrol constituye un recurso limitado y las personas que regulan mejor sus vidas no son las que tienen más fuerza de voluntad, si no las que hacen lo correcto de forma menos consciente a través de buenos hábitos y automatismos. Relacionado con esto, sabemos que cuando la corteza prefrontal frontal trabaja intensamente (por ejemplo, en una tarea difícil que hace participar a la memoria de trabajo) y luego ha de intervenir en una tarea inmediatamente posterior, el rendimiento baja mucho. Y lo mismo ocurre en tareas simultáneas (Watanabe y Funahashi, 2014).
El hecho de que la memoria de trabajo tenga una capacidad limitada sugiere que, en la práctica, puede ser útil la adquisición de determinados automatismos. Así, por ejemplo, se ha demostrado que si los niños no aprenden de memoria determinadas operaciones aritméticas, como las tablas de multiplicar, tienen mayores dificultades para resolver problemas aritméticos en niveles más avanzados porque dedican los recursos de su memoria de trabajo al cálculo y no a la resolución del problema planteado, que es lo prioritario.
Por otra parte, sabemos que el estrés, la tristeza, la soledad, no dormir las horas adecuadas o una mala condición física, por ejemplo, pueden perjudicar el buen funcionamiento de la corteza prefrontal, en general, y la memoria de trabajo, en particular. Por ejemplo, en un estudio se comprobó que la administración de glucocorticoides a personas sanas durante 10 días perjudicó su memoria de trabajo de forma similar a lo que se observa tras una lesión del lóbulo frontal (Young et al., 1999). Y el proceso puede amplificarse durante la infancia y la adolescencia debido a la gran reorganización cerebral que se da en estas etapas. 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.
La calidad y la cantidad del sueño también afectan el desempeño en tareas de memoria de trabajo visual y verbal en los niños en edad escolar. La privación del sueño conlleva una reducción en el metabolismo de la glucosa en la corteza prefrontal, junto a otras regiones que también son básicas para un buen rendimiento cognitivo (Satterfield y Killgore, 2019; ver figura 5).
Por cierto, una fantástica estrategia para combatir el estrés, dormir mejor y mejorar el rendimiento cognitivo es el ejercicio físico, especialmente si se realiza en plena naturaleza. Un simple paseo por un entorno natural es suficiente para recargar de energía los circuitos cerebrales asociados a la fatiga mental y mejorar el desempeño en tareas en las que interviene la memoria de trabajo (Berman et al., 2008).
¿Se puede entrenar la memoria de trabajo?
Los estudios sugieren que la memoria de trabajo puede entrenarse y mejorarse a través de tareas como la n-back, en la cual hay que recordar si la posición de una figura que va apareciendo y desapareciendo en una pantalla coincide o no con su posición anterior, e incluso hay indicios de que esto podría mejorar la inteligencia fluida (Au et al., 2015). Otro ejemplo conocido con el que se han conseguido buenos resultados ejecutivos que pudieron transferirse a tareas no entrenadas es el programa Cogmed, con el que se trabaja la memoria de trabajo, durante cinco semanas, a través de tareas verbales y visoespaciales que van ajustando el grado de dificultad a cada individuo. Sin embargo, en un importante estudio longitudinal de dos años en el que participaron niñas y niños de seis y siete años con déficits de memoria de trabajo, se identificó una mejora a corto plazo en el funcionamiento cognitivo de las tareas entrenadas, aunque sin incidencia en algunas tareas académicas (Roberts et al., 2016). Las pruebas actuales que respaldan una transferencia del aprendizaje a competencias escolares (transferencia lejana), como la lectura o las matemáticas, como consecuencia del entrenamiento específico de la memoria de trabajo, no son claras. Seguramente la mejor estrategia consista en diversificar el entrenamiento cognitivo más a largo plazo, trabajando de forma global las diferentes funciones ejecutivas. Si hacemos una analogía con el entrenamiento físico, sería algo del estilo: “Si en el gimnasio entreno todo el cuerpo, será más fácil fortalecer los brazos que si únicamente hago sentadillas”.
Está claro que este tipo de entrenamiento específico es complicado de llevar a cabo en el aula (aunque, en la actualidad, lo estamos evaluando). No obstante, en la práctica sí que podemos ayudar a los estudiantes a utilizar de forma más eficiente la memoria de trabajo a través de estrategias concretas que luego analizamos.
Resultados académicos
La memoria de trabajo correlaciona de forma positiva con el rendimiento académico del estudiante e, incluso, con su inteligencia fluida, la que nos permite resolver problemas nuevos (Burgess et al., 2011).
En un estudio realizado en escuelas inglesas en el que participaron cientos de niñas y niños en la etapa de infantil (5 y 6 años) durante un periodo de 6 años, se encontró que los estudiantes con una mejor memoria de trabajo se desenvolvían mejor en tareas de lectura, escritura y matemáticas que aquellos que sus evaluaciones en los test de memoria de trabajo eran peores (ver figura 6; Gathercole y Alloway, 2008).
En concreto, la capacidad de la memoria de trabajo en niñas y niños de 5 años de edad fue el mejor predictor del rendimiento en lectoescritura y aritmética hasta seis años después (Alloway y Alloway, 2010). Por encima, incluso, del cociente intelectual.
Asimismo, se ha comprobado que los déficits en memoria de trabajo son comunes en estudiantes con autismo, TDAH, dislexia, discalculia, trastornos específicos del lenguaje, síndrome de Down, entre otros (Forsberg et al., 2021). ¿Qué podemos hacer al respecto?
En el aula
En el contexto general del aula, a los niños que presentan déficits en su memoria de trabajo les cuesta realizar tareas que requieren varios pasos y también pueden tener problemas para retener pequeñas cantidades de información al realizar una actividad, lo cual suele conllevar un ritmo de aprendizaje más lento y dificultades académicas relacionadas con la lectura o el cálculo matemático, por ejemplo, tal como mencionamos en el apartado anterior. En investigaciones realizadas en el contexto del aula (Gathercole y Alloway, 2008), los maestros suelen describir a los niños que puntúan bajo en los test de memoria de trabajo como estudiantes distraídos, aunque no problemáticos, incapaces de seguir las instrucciones de las tareas académicas y de acabarlas cuando existe un cierto grado de procesamiento mental. Aunque en muchas ocasiones los propios docentes no son conscientes de la complejidad de algunas de las instrucciones que dan a su alumnado (“Dejad vuestras libretas en la mesa, los lápices en el estuche y sentaos en la alfombra de la esquina”). El niño empieza la tarea, pero luego parece perder el hilo. Los mismos niños decían que olvidaban las instrucciones. Sin embargo, los maestros no solían darse cuenta de estos problemas.
Aunque estos niños no muestran la impulsividad o hiperactividad características del TDAH, muchos de los diagnosticados con este trastorno sí que manifiestan déficits en la memoria de trabajo.
A continuación, analizamos algunos principios básicos que podemos utilizar en el aula para ayudar, especialmente, a los estudiantes que muestran déficits en la memoria de trabajo, especialmente en las etapas de Educación Infantil y Primaria (Alloway y Copello, 2013; Gathercole y Alloway, 2008).
1. Identificar déficits en la memoria de trabajo
A los estudiantes con déficits en la memoria de trabajo les cuesta recordar y actualizar la información suministrada en las tareas o en las instrucciones dadas. Por ejemplo, el niño olvida las palabras de una frase que tiene que escribir o sabe ir a la clase de una maestra concreta, pero, una vez allí, olvida lo que tenía que decirle. Como consecuencia de lo anterior, suelen cometer muchos errores en las tareas de aprendizaje y eso los lleva a abandonarlas por completo en muchas ocasiones. Asimismo, en actividades en las que se ha de seguir una secuencia concreta, los niños con déficits de memoria de trabajo pierden la noción de lo que ya han hecho, o lo que les falta por hacer, y ello les hace repetir elementos de la tarea (como contar más de una vez un objeto o escribir una palabra dos veces seguida, por ejemplo) o saltarse una parte de la misma.
Si se detecta algún signo, se deben evaluar las demandas de memoria de trabajo de la tarea (ver punto 3) para determinar si es probable que la causa sea la sobrecarga de la memoria de trabajo. Si las demandas de memoria de trabajo de la tarea son significativas, se recomienda que la actividad se repita con una carga de memoria de trabajo reducida. Esto se puede lograr mediante las estrategias mencionadas en los puntos 4, 6 y 7.
2. Observar al niño
En consonancia con lo anterior, resulta fundamental observar al niño en el desarrollo de las tareas para advertir si le producen una sobrecarga en su memoria de trabajo, por lo que es importante preguntarle sobre lo que está haciendo, o tiene intención de hacer. Incluso a edades tempranas, los niños pueden suministrar información relevante porque suelen ser conscientes de los errores que cometen vinculados a la memoria de trabajo. Cuando el niño haya olvidado información relevante, podemos repetirle las instrucciones según sus necesidades (ver punto 5), suministrarle facilitadores de la tarea (ver punto 6), dividir las tareas en bloques más pequeños o animarle a que pregunte y pida ayuda cuando lo necesite.
3. Valorar las demandas de memoria de trabajo en las tareas
Para que la intervención sea eficaz, el maestro debe poder identificar qué características de una actividad en particular, si las hay, imponen demandas importantes sobre la memoria de trabajo. Una vez que se han identificado, la actividad se puede modificar para reducir la carga de la memoria de trabajo (ver punto 4) y así aumentar las posibilidades de que se complete con éxito.
Debido a que la memoria de trabajo tiene una capacidad limitada, no se recordarán secuencias largas que excedan la capacidad del niño. Y es que muchas de las tareas académicas cotidianas sobrecargan la memoria de trabajo de los estudiantes exigiéndoles la retención de gran cantidad de información verbal, muchas veces de forma arbitraria. Esto se da, por ejemplo, cuando les pedimos recordar secuencias largas de palabras o números, les damos instrucciones complejas o les pedimos resolver problemas con enunciados en los que existe información irrelevante que impide identificar las ideas clave. Asimismo, los contenidos irrelevantes o imprevisibles pueden imponer grandes exigencias a la memoria de trabajo, porque los niños no pueden utilizar su conocimiento existente (en otras palabras, la memoria a largo plazo) para respaldar su desempeño. Qué importante es incrementar el sentido y significado de lo que se está estudiando. O, si se quiere, es imprescindible identificar los conocimientos previos de los estudiantes y vincular los aprendizajes a situaciones cotidianas. Y también qué importantes son los buenos hábitos para combatir el estrés inadecuado (enemigo de la memoria de trabajo y de regiones críticas del cerebro, como la corteza prefrontal o el hipocampo) y para adquirir determinados automatismos (sea en aritmética, lectura, estudio, etc.) que liberan espacio en la memoria de trabajo evitando su sobrecarga.
4. Reducir la carga cognitiva de la memoria de trabajo si es necesario
Es posible que sea necesario modificar tareas académicas con antelación para que puedan adaptarse mejor a las necesidades específicas de los niños con una memoria de trabajo reducida. O que, en el transcurso de la unidad didáctica, haya que modificar alguna actividad y presentarla de forma distinta porque se han detectado sobrecargas en la memoria de trabajo de algunos niños. En la práctica, podemos evitar errores vinculados a la memoria de trabajo minimizando los objetivos de aprendizaje perseguidos en la tarea, reduciendo la cantidad de material que se ha de procesar, proporcionando esquemas claros y estructurados, incrementando la familiaridad de lo que se está estudiando, simplificando las instrucciones verbales (incluso cambiándolas por un formato visual o combinando ambos), reestructurando las tareas de forma que cada paso sea independiente o fomentando el uso de facilitadores (punto 6), entre otras estrategias.
5. Repetir con frecuencia la información importante
Repetir la información más relevante de las tareas académicas puede ser una gran ayuda para estudiantes con déficits de memoria de trabajo. Ello hace referencia tanto a las instrucciones generales de la tarea, como a las más específicas. Como las necesidades de los estudiantes son diferentes, también es importante generar un entorno de aprendizaje positivo en el que se alienta a los niños a solicitar la repetición de información importante en caso de olvido. También se ha comprobado que es muy útil agrupar a un estudiante con problemas de memoria de trabajo con otro que tenga mejor desempeño para que pueda guiarlo durante las tareas con indicaciones ocasionales.
6. Fomentar el uso de facilitadores
Existe una enorme variedad de herramientas que pueden ayudar de diferentes formas a reducir la carga de la memoria de trabajo de los estudiantes, como correctores ortográficos, calculadoras, ábacos, pósters, diccionarios personalizados, programas informáticos y muchos otros recursos. Sin embargo, muchos niños con problemas de memoria de trabajo a menudo tienen dificultades para usar tales herramientas, posiblemente debido a las dificultades iniciales en el dominio de la nueva habilidad. Por lo tanto, es recomendable que los niños tengan práctica en el uso de los facilitadores utilizados comenzando con tareas sencillas que requieren demandas menores de memoria de trabajo para, de esta forma, ir adquiriendo las habilidades básicas antes de afrontar tareas con mayor demanda cognitiva.
7. Desarrollar las estrategias personales del niño
Las estrategias de los puntos anteriores están centradas en lo que puede hacer el docente para evitar la sobrecarga de la memoria de trabajo de los estudiantes. Junto a estas estrategias, también podemos fomentar el uso de otras que pueden ir utilizando los propios niños de forma autónoma. Por ejemplo, los niños con déficit de memoria de trabajo suelen ser conscientes de cuándo han olvidado información crucial, pero a menudo no saben qué hacer en tales situaciones. Qué importante en el aula es generar climas emocionales positivos en los que los estudiantes no tienen miedo a equivocarse y tienen la confianza para pedir ayuda cuando lo necesiten. Pero más allá de esto, los niños pueden desarrollar estrategias relativamente simples que les pueden ayudar a optimizar su aprendizaje. Por ejemplo, repitiendo una cantidad limitada de información verbal (en silencio o en voz alta) que solo debe recordarse durante un periodo corto de tiempo. Asimismo, los niños que hayan adquirido un desempeño básico en lectoescritura se beneficiarán de tomar apuntes en tareas largas o que tengan varios pasos. Hay que enseñarles estrategias de planificación que les ayude a identificar las ideas más relevantes de las tareas e ir apuntándolas. Y también les ayuda subrayar, utilizar reglas mnemotécnicas en casos concretos, etc. Todo en beneficio del funcionamiento de su memoria de trabajo, que es más que una memoria explícita y consciente, es un sistema de gestión ejecutivo que tiene como objetivo guiar el comportamiento.
Referencias:
1. Alloway, T. P., Alloway, R. G. (2010). Investigating the predictive roles of working memory and IQ in academic attainment. Journal of Experimental Child Psychology, 106, 20-29.
2. Alloway, T. P., Alloway, R. G. (2014). Understanding working memory. SAGE.
3. Alloway, T., Copello, E. (2013). Working memory: the what, the why, and the how. The Australian Educational and Developmental Psychologist, 30, 105-118.
4. Au, J. et al. (2015). Improving fluid intelligence with training on working memory: a meta-analysis. Psychonomic Bulletin & Review, 22(2), 366-377.
5. Baddeley, A. (2020). La memoria de trabajo. En A. Baddley, M. W. Eysenck y M. C. Anderson (Eds), Memoria (p. 91-134). Alianza Editorial.
6. Baddeley, A. et al. (2021). A multicomponent model of working memory. En R. H. Logie, V. Camos, y N. Cowan (Eds.), Working memory: State of the science (p. 10–43). Oxford University Press.
7. Berman, M. et al. (2008). The cognitive benefits of interacting with nature. Psychological Science, 19, 1207-1212.
8. Burgess, G. C. et al. (2011). Neural mechanisms of interference control underlie the relationship between fluid intelligence and working memory span. The Journal of Experimental Psychology: General, 140(4), 674-692.
9. Cowan, N. (2010). The magical mystery four: How is working memory capacity limited, and why? Current Directions in Psychological Science, 19, 51-57.
10. Forsberg, A. et al. (2021). The role of working memory in long-term learning: Implications for childhood development. En Psychology of Learning and Motivation, 1-45.
11. Fuster, J. M. (2015). The Prefrontal Cortex, 5th ed. Academic Press.
12. Gathercole, S. E., y Alloway, T. P. (2008). Working memory & learning: A practical guide. Sage Press.
13. Horvath, J. C. (2014). The Neuroscience of PowerPointTM. Mind, Brain, and Education, 8(3), 137-143.
14. Lemire-Rodger, S. et al. (2019). Inhibit, switch, and update: A within-subject fMRI investigation of executive control. Neuropsychologia,132, 107134.
15. Roberts, G. et al. (2016). Academic outcomes 2 years after working memory training for children with low working memory: a randomized clinical trial. JAMA Pediatrics, 170 (5): e154568.
16. Rueda, C. (2021). Educar la atención: con cerebro. Alianza Editorial.
17. Sapolsky, R. (2020) Compórtate: La biología que hay detrás de nuestros mejores y peores comportamientos. Capitán Swing.
18. Satterfield B., Killgore W. (2019). Sleep loss, executive function, and decision-making. En Sleep and Health (Grandner ed.), Academic Press.
19. Watanabe y S. Funahashi (2014). Neural Mechanisms of Dual-Task Interference and Cognitive Capacity Limitation in the Prefrontal Cortex. Nature Neuroscience, 17, 601-611.
20. Young, A. et al. (1999). The Effects of Chronic Administration of Hydrocortisone on Cognitive Function in Normal Male Volunteers. Psychopharmacology, 145, 260-266.
Ideas clave para una mejor educación
Hagamos de cada día de escuela algo placentero. Los circuitos de la recompensa son moduladores esenciales de la plasticidad cerebral. Utilicémoslos recompensando cada esfuerzo y haciendo que cada hora de clase sea un momento divertido.
Stanislas Dehaene
El pasado fin de semana tuvimos la fortuna de asistir al II Congreso Internacional de Neuroeducación que, en esta edición, tuvo un especial énfasis en las funciones ejecutivas del cerebro. Gracias a todos los que lo hicisteis posible. Fueron dos días maravillosos en los que pudimos compartir con un montón de docentes, familias, investigadores, profesionales de distintas disciplinas…, en definitiva, con personas apasionadas por las neurociencias y la educación. Aunque en los distintos talleres, diálogos o comunicaciones se abordaron muchas cuestiones fundamentales, en el siguiente artículo en Escuela con Cerebro, nos vamos a centrar en las extraordinarias ponencias -y los posteriores diálogos- que nos presentaron Mara Dierssen, Mariano Sigman y Charo Rueda, tres referentes neurocientíficos a nivel mundial, analizando brevemente algunas de las ideas que expusieron por su especial interés educativo. Las acompañamos con los fantásticos resúmenes visuales realizados, en vivo y en directo, por la magnífica Lucía López.
Mara Dierssen
1. La imperfección nos hace humanos
El incremento progresivo del cerebro humano, acompañado de un tremendo desarrollo de las capacidades intelectuales, ha sido producto de una evolución inarmónica que nos hace complejos e imperfectos. ¿Asumimos con naturalidad en la educación los errores? Porque a nivel cerebral, para actualizar los modelos mentales, nuestras regiones cerebrales han de intercambiar mensajes de error. Todos nos equivocamos, también nosotros, los adultos.
De cara al aprendizaje de los estudiantes, se ha visto que es básico el adecuado feedback del docente que debería ser claro, específico, centrado en la tarea, y suministrado de forma frecuente e inmediata tras el desarrollo de la misma, reconociendo, tanto las fortalezas, como los aspectos que tendrían que mejorarse.
2. El desarrollo de las funciones ejecutivas requiere aprendizaje
Las funciones ejecutivas del cerebro constituyen una especie de sistema rector que coordina las acciones y que facilita la realización de tareas, especialmente cuando son novedosas o requieren una mayor complejidad, y son básicas para el bienestar personal, el rendimiento académico y el éxito en la vida. Están vinculadas al proceso madurativo de la corteza prefrontal, región del cerebro que no acaba de madurar hasta pasados los veinte años. ¿Tenemos en cuenta en la educación los ritmos madurativos del cerebro? Por ejemplo, el desfase entre la maduración del sistema límbico y de la corteza prefrontal explicaría las conductas adolescentes típicas vinculadas al riesgo y la novedad. En la práctica, los programas socioemocionales dirigidos a la mejora de la autorregulación parece que son necesarios.
3. El arte y el ejercicio son imprescindibles
Las funciones ejecutivas que se consideran como básicas son el control inhibitorio, la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva, las cuales permiten desarrollar otras funciones complejas como el razonamiento, la resolución de problemas y la planificación. Aunque en las investigaciones se han utilizado los recursos digitales para evaluar su mejora (especialmente software lúdico), hay claros indicios de que el enfoque global (así funciona nuestro cerebro) que va más allá de lo cognitivo y tiene en cuenta las necesidades emocionales, sociales y físicas de los estudiantes constituye una estrategia poderosa para trabajar las funciones ejecutivas. ¿Y cómo se hace eso en la práctica? Pues, por ejemplo, a través de las artes (teatro, música, pintura, etc.), el deporte (en especial los de equipo y los que conllevan mayor reto cognitivo) o el juego (en la infancia, el simbólico, por ejemplo).
4. Es necesario adaptarse a las necesidades de cada estudiante
Nuestra responsabilidad educativa es la de construir mejores cerebros. ¿Hemos de esperar que todos los estudiantes aprendan las mismas cosas, al mismo ritmo y de la misma forma? Evidentemente no. Ello requiere convertirnos en jardineros y no en carpinteros, es decir, abonar el terreno conociendo a la persona, especialmente si es diferente, acercándose a ella e invitándole a entrar. Se necesita tiempo y no existen pastillas milagrosas que, por supuesto, pueden ser adecuadas en patologías concretas. El entorno educativo es básico y nosotros formamos parte del mismo, por lo que es necesario huir de estereotipos limitantes o, en su defecto, “dejar que sean ellos quienes decidan sus propias etiquetas”.
Mariano Sigman
5. Enseñar no es transmitir conocimiento
En muchas ocasiones el docente no es capaz de percibir el éxito de una acción educativa. Tanto en un aprendizaje procedimental, como en uno conceptual, la práctica ha de ser la adecuada. En muchas ocasiones, tanto el docente como el estudiante creen que un argumento bien esbozado se va a consolidar sin dificultades. Pero es una ilusión. Una cosa es la asimilación del conocimiento per se y otra la asimilación para poder expresarlo. En la práctica, puede haber estrategias de enseñanza gratificantes que no tengan un impacto positivo sobre el aprendizaje del alumnado porque no han trabajado de forma adecuada el conocimiento adquirido o porque se ha puesto el foco de atención en los pequeños detalles ya conocidos y no en cómo combinarlos para generar nuevos saberes. Por ello, las preguntas del tipo “¿Cómo creéis que se resuelve esta operación?” o ”¿Por dónde empezaríais?” son tan potentes. Saca a los estudiantes de su zona de confort, indaga algo que no conocen, los lleva a esforzarse y, eventualmente, a que se equivoquen. Así progresamos y aprendemos.
6. Muchas veces, los estudiantes que más atienden menos aprenden
Cuando se analizó la actividad cerebral simultánea en un diálogo socrático clásico, se observó que aquellos que aprendían menos activaban más la corteza prefrontal, es decir, se esforzaban más. Y midiendo la actividad cerebral durante el diálogo se podía predecir si un estudiante iba a aprobar un examen. Evidentemente, no siempre es cierto que una mayor atención conlleve un peor aprendizaje. De hecho, a igual conocimiento previo, más atención es mejor. Pero al igual que ocurre en muchas situaciones prácticas en el aula, los que tenían menos conocimiento seguían el diálogo con más detalle, es decir, necesitaban esforzarse más para seguirlo, mientras que los otros podían saltarse varios fragmentos porque ya los conocían. ¿Verdad que esto te hace recordar la zona de desarrollo próximo de Vygotsky?
7. Los estudiantes son profesores naturales
“La capacidad de enseñar nos hace humanos y es la semilla de toda cultura”. En la práctica, se ha comprobado que el estudiante con algún tipo de conocimiento tiene una tendencia a compartirlo. Enseñando aprendemos sobre aquello que estamos enseñando y aprendemos a evaluar nuestro propio conocimiento y el de los otros. Por ello, en el aula, una de las estrategias educativas más potentes es la de convertir a los estudiantes en profesores de otros, algo que es beneficioso, tanto para el que enseña, como para el que recibe la información. Y el proceso se optimiza cuando el que el que enseña ensaya, poniendo a prueba su conocimiento, y establece analogías o metáforas relacionando y organizando los distintos conceptos. Es decir, enseñar consiste en construir una buena historia.
Charo Rueda
8. La atención es el corazón de la inteligencia
La atención nos permite encauzar la vida mental y las acciones hacia la consecución de nuestros objetivos. En este proceso interviene una gran variedad de factores que utilizamos continuamente en nuestras vidas cotidianas. Por ejemplo, para que el alumno esté atento en el aula se requiere un cierto grado de activación (atención de alerta). O, si está intentando leer el enunciado de una tarea mientras le habla el compañero, deberá seleccionar cuál es el estímulo externo prioritario (atención de orientación). Y su desarrollo requerirá el necesario control de la acción que le permitirá inhibir los estímulos que considere irrelevantes (atención ejecutiva). Los estudios con neuroimágenes han demostrado que la red de atención en el cerebro solapa en gran medida con la inteligencia
9. Conocer las bases cerebrales de la atención nos permite educar mejor
Hay muchos factores que influyen en los procesos atencionales. Por ejemplo, como sabemos que la atención guarda una estrecha relación con el nivel de activación, la fatiga, la falta de sueño, las emociones intensas, la hiperactivación o el exceso de estimulación pueden afectar de forma importante. Incluso, se ha demostrado que los estatus socioeconómicos desfavorecidos afectan al desarrollo del cerebro e impactan particularmente en la atención ejecutiva, un tipo de atención directamente vinculada al funcionamiento ejecutivo (conjuga control inhibitorio y flexibilidad cognitiva; “el sistema de control voluntario de nuestras acciones”) y que es imprescindible en el aprendizaje explícito o consciente, tan importante en el aula. Conocer las bases cerebrales de la atención nos puede servir para comprender qué es y cómo funciona, entender su desarrollo y condicionantes, comprender los trastornos asociados a la misma y, en definitiva, educar mejor.
10. Entrenar la atención trabajando la metacognición optimiza el aprendizaje
¿Se puede entrenar la atención ejecutiva? Parece que sí. En el laboratorio, se han utilizado tareas, generalmente informatizadas, que requieren focalizar la atención y responder atentamente a situaciones en las que las respuestas dominantes no son las correctas y otras que requieren mantener las instrucciones en la memoria y adaptarse a reglas cambiantes. La práctica repetitiva de estos ejercicios mejora los procesos cognitivos implicados, aunque parece que las estrategias más efectivas son aquellas en las que el educador ayuda al niño a reflexionar sobre su proceso de aprendizaje (¿Trabajas la metacognición en el aula?). Todo ello tiene muchas implicaciones educativas porque sabemos que las niñas y niños con mejor capacidad para regular la atención se desenvuelven mejor en la escuela y en la vida. Es decir, la mejora cognitiva va acompañada de una mejora en el desarrollo social y emocional.
Como siempre decimos, ¡no hay excusas! Los nuevos tiempos requieren nuevas necesidades. Y esa nueva educación, necesaria y posible, comienza siempre en nuestro proceso de transformación personal. A partir de ahí, en consonancia con nuestro cerebro social y emocional, es necesario contagiar y amplificar el proceso. Docentes, familias, científicos…, todos juntos para hacer progresar la neuroeducación y su aplicación práctica en la escuela y en la vida. Nos vemos el próximo año en el III Congreso Internacional de Neuroeducación, mejorando siempre lo presente con mucho cerebro y más corazón.
Para saber más:
Calero, C. et al. (2019). Language, gesture, and judgment: Children’s paths to abstract geometry. Journal of Experimental Child Psychology. 177. 70-85.
Diamond, A. et al. (2019). Randomized control trial of Tools of the Mind: Marked benefits to kindergarten children and their teachers. PLoS ONE 14(9): e0222447.
Engelhardt, L. et al. (2019). The neural architecture of executive functions is established by middle childhood. NeuroImage 185, 479-489.
Pozuelos, J. et al. (2019). Metacognitive scaffolding boosts cognitive and neural benefits following executive attention training in children. Developmental Science 22(2): e12756.
Los siete pilares de una buena salud cerebral (y también educativa)
Cada uno de nosotros tiene un cerebro distinto, y el reto es optimizar y potenciar de forma personalizada los mecanismos salutogénicos de nuestro cerebro.
Álvaro Pascual-Leone
Todos deseamos una vida feliz, evidentemente, pero para tenerla es importante estar sanos. Y para que eso se produzca es imprescindible mantener una buena salud cerebral, tal como explica el gran neurocientífico Álvaro Pascual-Leone en el libro El cerebro que cura, publicado recientemente. Basándose en investigaciones científicas realizadas en los últimos años, los autores identifican siete pilares para una buena salud cerebral, lo cual no significa tener un cerebro joven a cualquier edad sino “un cerebro con las conexiones adecuadas, con una capacidad de inhibición de señales irrelevantes bien compensada y con la cantidad justa de plasticidad”. A nivel cerebral, el equilibrio es esencial, es decir, tan perjudicial puede ser el exceso como el defecto.
Y como desde la perspectiva neuroeducativa asumimos un aprendizaje desde, en y para la vida, el reto que nos planteamos en el siguiente artículo en Escuela con Cerebro es trasladar esos pilares básicos que nos permiten optimizar el funcionamiento cerebral, a medida que vivimos y envejecemos, al terreno educativo.
1. Salud integral
Hace tiempo que sabemos que la salud corporal afecta al cerebro. Por ejemplo, un buen funcionamiento cerebral requiere que el corazón funcione de forma adecuada. Pero también los pulmones, el estómago, los intestinos, el hígado, el páncreas, …por lo que es necesario atender a nuestro estado médico general. Este enfoque integral, es el que parece funcionar mejor para optimizar el aprendizaje y las llamadas funciones ejecutivas del cerebro. Es decir, los programas que tienen en cuenta las necesidades globales del niño, cognitivas, emocionales, sociales y físicas, yendo más allá de lo académico, son los que parece que facilitan un mejor desarrollo y funcionamiento ejecutivo del cerebro (Diamond, 2010). Y ello requiere dar mayor importancia en el aprendizaje al juego, el arte, el movimiento o la educación emocional (ver video). Por ejemplo, cuando se integran actividades artísticas en contenidos académicos de ciencias se facilita la memoria a largo plazo (Hardiman et al., 2019). Estos proyectos transdisciplinares le encantan a nuestro cerebro holístico y multisensorial. Y no solo eso, sino que sabemos que jugar, hacer teatro, practicar deporte o meditar nos puede ayudar a aprender a gestionar el estrés, una parte importante de la salud cerebral.
En la educación
La participación en la orquesta, la obra de teatro, un deporte de equipo o un buen programa de educación emocional puede suministrar oportunidades cotidianas para trabajar muy bien las funciones ejecutivas del cerebro.
2. Nutrición
A pesar de que el cerebro representa, en promedio, el 2% del peso corporal, sus necesidades energéticas pueden llegar al 25% de la energía que gasta nuestro cuerpo. Pero no todas las calorías tienen la misma incidencia sobre nuestras capacidades cognitivas y estados anímicos. Y aunque nuestro cerebro es el resultado de lo que comemos, también es muy importante cuándo lo comemos.
Más allá de alimentos concretos, un cerebro sano requiere una dieta saludable que incluya frutas, verduras frescas, pescado, o grasas saludables provenientes del aceite de oliva o de las nueces, por ejemplo. Ello caracteriza a la dieta mediterránea, que se cree que está asociada a un mejor funcionamiento cognitivo y a un menor riesgo de padecer demencia (Valls-Pedret et al., 2015; ver figura 1). Y, en concreto, parece que el desayuno puede ser importante para un buen rendimiento cognitivo, especialmente en la adolescencia. Los estudiantes que desayunan de forma regular y se alejan de la comida basura rinden mejor en la escuela y disponen de la energía necesaria en las primeras horas de la jornada escolar mejorando así la atención y la memoria (Burrows et al., 2017).
En la educación
Es muy recomendable compartir y trabajar con los estudiantes estas cuestiones a través de buenos proyectos educativos. Y también parece necesario acercar esta información a las familias.
Figura 1. Las personas que siguieron una dieta mediterránea suplementada con aceite de oliva
o nueces obtuvieron mejoras en tareas cognitivas (Valls-Pedret et al., 2015)
3. Sueño
El sueño constituye un acto imprescindible para la buena salud cerebral, dado que actúa como una especie de regenerador neuronal, algo parecido a lo que ocurre cuando vamos al gimnasio y dañamos fibras musculares, que luego se recuperan y se fortalecen con el debido aporte nutricional. Al dormir se acelera la síntesis proteica, con el consiguiente fortalecimiento de las conexiones neuronales y, en determinadas regiones cerebrales, se repite la actividad realizada durante la vigilia que nos permite consolidar las memorias y con ello el aprendizaje.
Cada rango de edad tiene unas necesidades específicas de sueño. En una publicación reciente, la American Academy of Sleep Medicine recomienda lo siguiente (Paruthi et al., 2016):
Figura 2. Horas de sueño recomendadas en los diferentes rangos de edad (Paruthi et al., 2016)
Acortar la duración recomendada podría afectar a la salud física, cognitiva o emocional, perjudicando el rendimiento académico o laboral. Todo ello es especialmente relevante en la infancia o en la adolescencia. En este último caso, se ha visto que la melatonina (la hormona que modula los patrones de sueño) se libera de forma más tardía con lo que se retrasa el ritmo circadiano del adolescente que, como consecuencia de ello, tiene una tendencia a acostarse más tarde. El inicio de la jornada escolar a las 8 h no parece lo más adecuado para ellos. De hecho, existen varios estudios que lo corroboran. Por ejemplo, Kelley et al. (2017) analizaron el impacto de cambiar el inicio de la jornada escolar de las 8,50 h a las 10 h durante dos cursos completos y comprobaron una mejora de los resultados académicos de los adolescentes, en promedio, junto a una disminución de las faltas de asistencia. En el tercer curso volvieron al inicio de las 8,50 h y empeoraron los resultados (ver figura 3).
En la educación
Si no es posible cambiar el inicio de la jornada escolar, es adecuado retrasar las tareas de mayor demanda cognitiva, especialmente en la adolescencia, hasta avanzada la mañana.
Figura 3. Los resultados académicos de los adolescentes mejoraron los dos primeros cursos
cuando el inicio de la jornada escolar fue a las 10 h en lugar de las 8,50 h (Kelley et al., 2017)
4. Ejercicio físico
El ejercicio físico también constituye una poderosa herramienta que ayuda a proteger nuestro cerebro y mantenerlo sano.
Ya conocíamos los efectos beneficiosos de la actividad física para la salud física y emocional, cómo incidía de forma positiva sobre el sistema cardiovascular, el sistema inmunológico, el estado de ánimo o sobre el estrés, por ejemplo. Pero en los últimos años la neurociencia ha revelado que el ejercicio regular puede modificar el entorno químico y neuronal que favorece el aprendizaje. Y cuando hablamos de ejercicio físico nos referimos a un tipo de actividad física que requiere un esfuerzo y constituye un reto.
Desde la perspectiva educativa, no solo se ha comprobado la importancia de dedicar más tiempo a la educación física, sino también comenzar la jornada escolar con unos minutos de actividad física o juegos activos, realizar parones activos que parece que mejoran la concentración de los estudiantes en las tareas posteriores, o facilitar una mayor libertad de movimiento para realizar las actividades. Todo ello puede incidir positivamente en el desempeño académico del alumnado. De hecho, en estudios recientes se ha comprobado que existe una correlación positiva entre la capacidad cardiorrespiratoria de los estudiantes y el volumen de sustancia blanca que permite una mejor conexión entre regiones específicas del cerebro que intervienen directamente en el aprendizaje y en el rendimiento académico del alumnado (Esteban-Cornejo et al., 2019).
Como dice el neurocientífico John Ratey (ver video), en la práctica, salir a correr unos minutos puede producir los mismos efectos que una pequeña dosis de los fármacos Concerta o Prozac, pero provocando un mayor equilibrio entre neurotransmisores y, por supuesto, de forma más natural y saludable.
En la educación
Comenzar la jornada escolar de forma activa puede ayudar a optimizar los recursos atencionales durante las tareas posteriores. El aprendizaje requiere movimiento. Bueno para el corazón, bueno para el cerebro.
5. Entrenamiento cognitivo
El entrenamiento cognitivo constituye una especie de gimnasia para el cerebro que busca optimizar su salud. A nivel cerebral se aplica aquello de “úsalo o piérdelo” porque la práctica permite fortalecer las conexiones neuronales que nos permiten consolidar las memorias y aprender. Las actividades intelectuales que constituyen verdaderos retos promueven la neuroplasticidad y la neurogénesis en regiones críticas del cerebro, y amplían la llamada reserva cognitiva que permite reducir el desarrollo de ciertas enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
Los ingredientes clave de un buen menú cognitivo son la novedad, el reto y la variedad. Y es que al cerebro le encantan las sorpresas, los desafíos continuos adecuados a las necesidades personales y una variedad de actividades que permitan una estimulación completa, dada la diversidad funcional de nuestro cerebro. Todo ello se puede trabajar de forma fantástica integrando el componente lúdico, también a través de juegos de ordenador o videojuegos adecuados. Hasta el equipo de Richard Davidson, el gran impulsor de la neurociencia contemplativa, ha analizado los beneficios de un videojuego (Crystals of Kaydor) para entrenar la empatía de los adolescentes, que consiste en una misión espacial hacia el planeta Kaydor con el objetivo de identificar las emociones básicas de sus habitantes a través de las expresiones faciales y el lenguaje corporal, lo cual requiere cooperar y adoptar conductas prosociales (Kral et al., 2018; ver figura 4).
En la educación
Integrar lo lúdico en el aprendizaje constituye una estrategia motivadora potente. Los medios digitales son un recurso al servicio de los objetivos de aprendizaje que pueden ayudar a alcanzarlos. Al cerebro le encantan las buenas preguntas y las buenas historias.
Figura 4. Seis horas jugando a Crystals of Kaydor produjo en los adolescentes mejoras
en circuitos neuronales básicos para la regulación emocional (Kral et al., 2018)
6. Socialización
Nuestro cerebro es social. Desde el nacimiento, los seres humanos estamos programados para aprender a través de la imitación. Pero no solo eso, las personas con sólidos vínculos sociales que se sienten apoyadas afrontan mejor el declive cognitivo asociado al envejecimiento y muestran mejor estado de ánimo.
En un sugerente estudio, los investigadores asignaron de forma aleatoria a los jóvenes participantes a uno de los tres grupos siguientes en los que se realizaban diferentes tareas durante 10 minutos: en el primero se debatía un problema, en el segundo se realizaban de forma colectiva crucigramas o similares y en el tercero se veía un fragmento de una famosa serie de televisión. Después de esto, todos los participantes realizaron unas pruebas de memoria de trabajo y velocidad de procesamiento. Los resultados mostraron que los participantes de los grupos que requerían interacción y cooperación obtuvieron mejores resultados en las tareas que los otros (Ybarra et al., 2008). Estar en un grupo de forma pasiva (viendo la televisión, por ejemplo) es insuficiente, hay que participar de forma activa en las relaciones sociales.
Existe toda una red de regiones cerebrales interconectadas (el llamado cerebro social; ver figura 5) que facilitan la interacción social y que promueven un aprendizaje más eficiente, todo en consonancia con la naturaleza social del ser humano. En la práctica, se ha comprobado que cuando se pide a alguien que aprenda algo para que luego se lo enseñe a los demás en lugar de plasmar esos conocimientos en un examen tradicional, retiene más información (Lieberman, 2013).
En la educación
La cooperación requiere una enseñanza específica y continuada que está vinculada al aprendizaje socioemocional. Y entre las diferentes formas de cooperar, la tutoría entre iguales constituye una necesidad educativa.
Figura 5. Red de regiones que componen el cerebro social (Kandel, 2019)
7. Plan vital
Definir y perseguir nuestros propósitos en la vida es el último pilar de una buena salud cerebral. En el famoso estudio longitudinal Nun Study of Aging and Alzheimer’s Disease, se demostró que las monjas que ya siendo jóvenes eran más alegres y mostraban una actitud más entusiasta y positiva en su misión, vivián un promedio de diez años más que las que manifestaban actitudes menos positivas, e incrementaban su reserva cognitiva. Además, algunas de estas monjas desarrollaban la enfermedad de Alzheimer a nivel cerebral, pero no manifestaban síntomas de la misma (Snowdon, 2001). Junto a esto, la investigación indica que es muy importante que el propósito personal trascienda, es decir, que los planes vitales orientados a ayudar a otras personas tienen un impacto más beneficioso sobre la salud que los dirigidos a uno mismo.
El plan vital de las personas puede cambiar durante la vida, de la misma forma que lo hace nuestro cerebro plástico. Ahora bien, es imprescindible tenerlo y recorrerlo. Al igual que en el aprendizaje, el proceso, y no el resultado, debería ser lo más importante.
En la educación
Una verdadera escuela con cerebro no olvida el corazón, fomenta una mentalidad de crecimiento y optimiza las fortalezas de todos sus estudiantes. Y se vincula a la vida cotidiana a través de buenos proyectos sociales como los ApS (Aprendizaje-Servicio).
Referencias:
1. Burrows T. L. et al. (2017). Associations between dietary intake and academic achievement in college students: a systematic review. Healthcare 5, 60.
2. Diamond, A. (2010). The evidence base for improving school outcomes by addressing the whole child and by addressing skills and attitudes, not just content. Early Educ. Dev. 21, 780-793.
3. Esteban-Cornejo I. et al. (2019). Physical fitness, white matter volume and academic performance in children: Findings from the Active Brains and FIT Kids 2 Projects. Frontiers in Psychology 10 (208).
4. Hardiman, M. et al. (2019). The effects of arts-integrated instruction on memory for science content. Trends in Neuroscience and Education, 14.
5. Kandel E. (2019). La nueva biología de la mente: Qué nos dicen los trastornos cerebrales sobre nosotros mismos. Planeta.
6. Kelley P. et al. (2017). Is 8:30 a.m. still too early to start school? A 10:00 a.m. school start time improves health and performance of students aged 13–16. Frontiers in Human Neuroscience 11 (588).
7. Kral T. et al. (2018). Neural correlates of video game empathy training in adolescents: a randomized trial. npj Science of Learning 3.
8. Lieberman, M. D. (2013). Social: why our brains are wired to connect. Oxford University Press.
9. Paruthi S. et al. (2016). Recommended amount of sleep for pediatric populations: a consensus statement of the American Academy of Sleep Medicine. J Clin Sleep Med 12(6), 785-786.
10. Pascual-Leone A. et al. (2019). El cerebro que cura. Plataforma Editorial.
11. Snowdon D. (2001). Aging With Grace: What the Nun Study teaches us about leading longer, healthier, and more meaningful lives. Bantam Books.
12. Valls-Pedret C. et al. (2015). Mediterranean diet and age-related cognitive decline: a randomized clinical trial. JAMA Intern. Med. 175, 1094-1103.
13. Ybarra O. et al. (2008). Mental exercising through simple socializing: social interaction promotes general cognitive functioning. Pers Soc Psychol Bull 34, 248-259.
Una nueva educación es necesaria y posible
La emoción es el vehículo que transporta las palabras y su significado.
Francisco Mora
El pasado fin de semana tuvimos la fortuna de asistir al I Congreso Internacional de Neuroeducación y os queremos agradecer que hicierais posible tal evento. Durante dos días repletos de emociones positivas, pudimos compartir nuevas miradas educativas con investigadores, profesores, estudiantes, familias…, en definitiva, con personas entusiastas que creen que una nueva educación es necesaria y que la hacen posible día tras día. Y en la fase final del encuentro, la extraordinaria neurocientífica y divulgadora Marta Portero nos resumió algunas de las ideas clave que se analizaron en las ponencias –muchas de esas ideas también se abordaron en las comunicaciones– y que tienen grandes implicaciones educativas. A continuación, comentamos de forma breve algunas de estas cuestiones y las acompañamos con los fantásticos resúmenes visuales realizados, en vivo y en directo, por la magnífica Lucía López. Y no están todos los que son.
1. Las experiencias cambian nuestro cerebro durante toda la vida
Nuestro sistema nervioso tiene la capacidad de modificarse y ajustarse a los cambios. Esta propiedad intrínseca del sistema nervioso, conocida como neuroplasticidad, y que permite formar nuevas conexiones neuronales y fortalecer o debilitar otras ya existentes, es la responsable de que el cerebro esté remodelándose y adaptándose continuamente a partir de las experiencias que vivimos, y de que podamos aprender durante toda la vida. En este proceso resulta imprescindible ir vinculando la nueva información con los conocimientos previos del alumnado para ir consolidando las memorias (algo especialmente relevante durante el sueño; Groch, 2017) y fomentar la necesaria mentalidad de crecimiento, tanto en la escuela como en la familia. Qué perjudiciales resultan las etiquetas o estereotipos que chocan con lo que sabemos hoy día sobre nuestro cerebro plástico y que dañan gravemente las creencias del estudiante sobre su propia capacidad.
2. El cerebro no finaliza su maduración hasta pasada la adolescencia
Los estudios con neuroimágenes de los últimos años han revelado que durante la adolescencia se produce una gran reorganización de las redes neurales, lo cual conduce a un funcionamiento cerebral diferente del que se da en la infancia o en la vida adulta. El cerebro del adolescente no es el cerebro envejecido de un niño ni el de un adulto en proceso de formación; simplemente, opera de forma singular. Conocer el desarrollo del cerebro en esta etapa de la vida nos permitirá distinguir mejor las conductas típicas de la adolescencia de las asociadas a muchas enfermedades mentales que aparecen a estas edades, como el trastorno de ansiedad, la depresión o la esquizofrenia. Y este periodo, en el cual el cerebro es tremendamente plástico, constituye una oportunidad fantástica para el aprendizaje, el desarrollo de la creatividad y el crecimiento personal del alumnado (Blakemore, 2018). Desde la perspectiva educativa más no es mejor. Y la genética condiciona, no determina. La educación debería potenciar nuestras características genéticas y ayudarnos a aprender con todo nuestro potencial.
3. Aprendemos todos de manera diferente
Como cada una de nuestras experiencias tiene un impacto singular, la plasticidad hace que nos podamos liberar de los determinismos genéticos y que cada cerebro sea único. Además, el ritmo de aprendizaje y de maduración cerebral es singular, más allá de ciertos patrones de activación similares (Giedd et al., 2015). En la práctica, constituye una auténtica necesidad educativa y social que puedan aprender juntos estudiantes totalmente diferentes, porque eso es lo que ocurre en la vida cotidiana.
En las aulas que intentan atender la diversidad se crean nuevos espacios de aprendizaje, se priorizan los ritmos de aprendizaje de los estudiantes por encima de los calendarios escolares, se coopera —a todos los niveles—, se aprende de forma activa y se fomenta la autonomía del alumnado al hacer que se responsabilice de su trabajo. No es una clase convencional que incorpora alumnos con necesidades específicas o con discapacidades, sino una clase en la que conviven y aprenden personas diferentes, sean cuales sean sus diferencias, sin excepción. Cuando se acepta la diversidad en el aula, se reconocen y aprovechan los puntos en común y las diferencias y se asume con naturalidad que podemos desenvolvernos bien en algunas materias y no tanto en otras.
4. Sin atención no hay aprendizaje
La atención nos permite seleccionar los estímulos a los que queremos dar prioridad, controlar nuestras acciones y, además, requiere un nivel adecuado de activación. Pero, ante todo, la atención es un recurso muy limitado que es imprescindible para que se dé el aprendizaje, por lo que puede resultar útil fraccionar el tiempo dedicado a la clase en bloques con los respectivos parones. En la práctica, queremos que el nivel de activación del estudiante sea el adecuado. Los extremos son perjudiciales, tanto el defecto (dormidos), como el exceso (ansiosos o sobreestimulados). De entre las diferentes redes atencionales que han identificado los estudios con neuroimágenes, existe una especialmente importante: la red de control o atención ejecutiva. El ejercicio, los entornos naturales y ciertas técnicas de meditación pueden ayudar a mejorar el desempeño y la concentración de los estudiantes durante las tareas posteriores (Posner et al., 2015).
5. Es clave cooperar, dialogar y compartir para aprender
Es evidente que nuestro cerebro está tremendamente comprometido con las cuestiones sociales, porque no cesamos de pensar en ellas en ningún momento del día. Las experiencias cotidianas nos permiten interactuar y conectarnos con los demás a través de las expresiones faciales, la mirada o el contacto físico. Y esta parece ser la razón que nos hizo únicos a los seres humanos.
Una estrategia muy útil en el aula (ver video inicial) cuando los docentes somos incapaces de explicar de forma adecuada a un alumno un determinado concepto consiste en pedir a un compañero suyo, que sí que lo ha entendido, que se lo explique. En muchas ocasiones, el alumno que acaba de aprender algo conoce las dificultades que ha tenido para hacerlo mejor incluso que el propio profesor, al cual le puede parecer obvio lo que aprendió hace mucho tiempo. Esta situación en la que los alumnos se convierten en profesores de otros —tutoría entre iguales— beneficia el aprendizaje de todos ellos (Smith et al., 2009). Y es que desde el nacimiento estamos programados para aprender a través de la imitación y la interacción. Nuestro cerebro es social.
6. Desarrollar las funciones ejecutivas en el aula
Estas funciones tan importantes para la vida cotidiana están vinculadas al proceso madurativo de la corteza prefrontal y resultan imprescindibles para el éxito académico y el bienestar personal del estudiante. Las funciones ejecutivas que la gran mayoría de investigadores considera como básicas son el control inhibitorio, la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva, las cuales permiten desarrollar otras funciones complejas como el razonamiento, la resolución de problemas y la planificación.
Existen diferentes formas de entrenar directamente las funciones ejecutivas, como puede ser a través de programas informáticos, de ejercicio físico, de educación emocional o promoviendo el bilingüismo en la infancia. Sin embargo, Adele Diamond, una de las pioneras en el campo de la neurociencia del desarrollo, sugiere que las intervenciones más beneficiosas son aquellas que trabajan las funciones ejecutivas de forma indirecta, incidiendo en lo que las perjudica —como el estrés, la soledad o una mala salud— y provocando mayor felicidad, vitalidad física y un sentido de pertenencia al grupo (Diamond y Ling, 2016). Seguramente, el entrenamiento puramente cognitivo no sea la forma idónea de mejorar la cognición. El éxito académico y personal requiere atender las necesidades sociales, emocionales y físicas de los niños. 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.
7. La mirada, el vínculo y la expectativa del maestro condiciona el aprendizaje de los estudiantes
Hoy más que nunca el progreso requiere trabajar en equipo, saber comunicarse, empatizar, controlar los impulsos o establecer relaciones adecuadas. Para todo ello se necesita una buena educación emocional (en la que tiene que participar toda la comunidad, por supuesto), aquella que mediante un proceso continuo nos permite potenciar toda una serie de competencias emocionales y sociales básicas que no han de sustituir a las cognitivas, sino que las han de complementar. Si entendemos la educación como un proceso de aprendizaje para la vida, los programas de educación emocional resultan imprescindibles, porque contribuyen al bienestar personal y social. Y tienen una incidencia positiva sobre el rendimiento académico del alumnado (Durlak et al., 2011).
Cuando en el aula se respira un clima emocional positivo, el alumno se encuentra seguro porque sabe que se asume con naturalidad el error, se fomenta un aprendizaje activo en el que se sabe protagonista, se suministran retos adecuados y existen siempre expectativas positivas por parte del profesor hacia sus alumnos, con lo que se evitan esas etiquetas tan contraproducentes para el aprendizaje.
8. El movimiento es crítico para el desarrollo del cerebro y para la consolidación de la memoria
Podríamos decir que, desde una perspectiva evolutiva, el movimiento constituye una necesidad grabada en nuestros genes. En los últimos años la neurociencia ha revelado que el ejercicio regular puede modificar el entorno químico y neuronal que favorece el aprendizaje, es decir, los beneficios son también cognitivos (Donnelly et al., 2016).
La actividad física tiene un impacto positivo en el funcionamiento del hipocampo (imprescindible en la consolidación de la memoria), en la liberación de importantes neurotransmisores y en el desarrollo de las funciones ejecutivas.
Como ya sabían los clásicos (la enseñanza debe ser por la acción, mantenía John Dewey sin tener conocimientos de neurociencia) aprendemos mejor las cosas a través de la práctica y no a partir de la escucha abstracta. Podemos decir que los sistemas sensoriales y motores que gobiernan el cuerpo están enraizados en los procesos cognitivos que nos permiten aprender. O como le gusta decir a Giacomo Rizzolatti, el descubridor de las neuronas espejo, el cerebro que actúa es un cerebro que comprende. Y nada mejor para mantenernos activos que integrar el componente lúdico en el aprendizaje.
Una nueva educación es posible, efectivamente. Asumiendo siempre que el proceso de transformación parte de uno mismo. Para luego ir amplificando el mensaje evaluando con sentido crítico todo lo que se hace. Y para ello es necesario el conocimiento de las evidencias empíricas que provienen de las investigaciones científicas que irán vinculando, cada vez más y mejor, neurociencia y educación. Como dijo el gran Josechu (José Ramón Gamo): “Educamos para que la gente sea capaz de soñar utopías”. Visualicemos el cambio y el sueño se irá convirtiendo en realidad. No hay excusas.
Referencias:
1. Blakemore S. J. (2018). Inventing Ourselves: The Secret Life of the Teenage Brain. London: Doubleday.
2. Diamond A., Ling D. S. (2016). Conclusions about interventions, programs, and approaches for improving executive functions that appear justified and those that, despite much hype, do not. Developmental Cognitive Neuroscience, 18, 34-48.
3. Donnelly J. E. et al. (2016). Physical activity, fitness, cognitive function, and academic achievement in children: A systematic review: American College of Sports Medicine Position Stand. Medicine and Science in Sports and Exercise, 48, 1197–1222.
4. Durlak, J.A. et al. (2011). The impact of enhancing students’ social and emotional learning: a meta-analysis of school-based universal interventions. Child Development, 82, 405-432.
5. 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.
6. Groch S. et al. (2017). Prior knowledge is essential for the beneficial effect of targeted memory reactivation during sleep. Scientific Reports 7:39763.
7. Posner M. et al. (2015). Enhancing attention through training. Current Opinion in Behavioral Sciences, 4, 1-5.
8. Smith M. K. et al. (2009). Why peer discussion improves student performance on in-class concept questions. Science, 323, 122-124.
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.
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.
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.
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”.
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.
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).
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.
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Referencias:
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¿Cómo decidimos? El papel de las emociones en la toma de decisiones a nivel neurológico
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). 
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. 
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
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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 prefrontal. 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).
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).
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).
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).
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.
Referencias:
- Anguera et al. (2013): “Video game training enhances cognitive control in older adults”. Nature 501(7465), 97-101.
- Baggetta P., Alexander P. A. (2016): “Conceptualization and Operationalization of Executive Function”. Mind, Brain, and Education 10 (1), 10-33.
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- Marina, José Antonio y Pellicer, Carmen (2015). La inteligencia que aprende. Madrid: Santillana.
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Ajedrez en el aula: una forma lúdica de aprender a pensar
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.
¿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.
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..
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.
Referencias:
- Aciego R. et al. (2012): “The benefits of chess for the intellectual and social-emotional enrichment in schoolchildren”. The Spanish Journal of Psychology 15(2), 551–559.
- Barrett D. & Fish W. (2011): “Our move: using chess to improve math achievement for students who receive special education services”. International Journal of Special Education 26,181–193.
- Bart W. & Atherton M. (2004): “The neuroscientific basis of chess playing: applications to the development of talent and education” in Paper Presented at the “Learning to Know the Brain Conference” (Amsterdam).
- Duan, X. et al. (2012): “Large-scale brain networks in board game experts: insights from a domain-related task and task-free resting state”. PLoS ONE 7.
- Duan, X. et al. (2014): “Functional organization of intrinsic connectivity networks in Chinese chess experts”. Brain Research 1558, 33–43.
- Kazemi F. et al. (2012): “Investigation of the impact of chess play on developing meta-cognitive ability and math problem-solving power of students at different levels of education” in 4th International Conference of Cognitive Science (ICCS 2011). Procedia-Social and Behavioral Sciences 32, 372–379.
- Nicotera A. & Stuit D. (2014). Literature Review of Chess Studies. Chess Club and Scholastic Center of Saint Louis.
- Trinchero R. (2013): “Can chess training improve Pisa scores in mathematics? An experiment in Italian primary school”. Paris, Kasparov Chess Foundation Europe.
¿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).
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).
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).
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.
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.
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.
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.
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Referencias bibliográficas:
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- 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.
- Erickson K. et al. (2011): “Exercise training increases size of hippocampus and improves memory”. PNAS 108, 3017-3022.
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- Kubesch S. et al. (2009): “A 30-minute physical education program improves students’ executive attention”. Mind, Brain, and Education 3, 235-242.
- Lakes K. D., Hoyt W. T. (2004): “Promoting self-regulation through school-based martial arts training”. Applied Developmental Psychology 25, 283–302.
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- 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
“¡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.
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).
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 (también al final; efectos de primacía y recencia), 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).
Ciclos y parones
Según algunos autores, la capacidad del alumno para mantener la atención sostenida varía, en promedio, entre 10 y 20 minutos (Tokuhama, 2011), aunque hablar de periodos concretos es complicado. Esto sugeriría que, para optimizar la atención del alumnado, el profesor debería dividir el tiempo que dispone para impartir su materia en bloques que estuvieran en torno al intervalo temporal anterior, aproximadamente, asumiendo que existe una gran variabilidad a nivel individual (algo parecido a lo que ocurre con el sueño). De esta forma también se facilitaría 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:
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