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Neurodesarrollo El Cerebro a lo largo de la Vida

Msc. Johnny Cartín Quesada © Introducción Cuando se habla de neurociencias en el ámbito de la educación se hace necesario discutir acerca de la naturaleza de ambas disciplinas tratando de esclarecer los puntos de contacto entre ambas y evitando las zonas de conflicto con el fin de construir una relación transdisciplinaria fluida que beneficie a ambos ámbitos del conocimiento. Existen muchas razones para incluir la neurociencia dentro del proceso de formación profesional de los educadores, es evidente que el cerebro y su funcionamiento están a la base de los procesos formativos humanos y no resulta ni ético, ni deseable que la formación de los profesionales encargados de dirigir y facilitar la adquisición generación de nuevo conocimiento se desarrolle al margen de estos descubrimientos. El desarrollo exponencial acerca del conocimiento del cerebro al que hemos asistido en los últimos 30 años y la relevancia que ese conocimiento tiene en todos los procesos de enseñanza y aprendizaje1 hace indispensable que los contenidos neurocientíficos sean incorporados y elaborados al seno de las teorías y modelos educativos. Se podrían señalar múltiples razones para tender puentes de contacto entre la neurociencia y la educación, esta demás señalar que los hallazgos de la neurociencia tienen implicaciones para la teoría y la práctica educativa y que estos ofrecen explicaciones con fuerte base empírica que permiten profundizar en el conocimiento acerca de las condiciones bajo las cuales el aprendizaje / y la enseñanza pueden ser más y mejor comprendidos. Sin embargo existe una tendencia peligrosa -la bien llamada “neuro moda”la cual únicamente realiza cuestionamientos en un sentido: es decir, preguntando ¿Cómo las neurociencia benefician a la educación?

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Entendemos ambos procesos como independientes y autónomos no como un flujo continuo, ya que tanto filogenética como ontogenéticamente son procesos separados.

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Sin embargo existe un flujo contrario que es igual de importante y es preguntarse ¿cuáles son los posibles beneficios que recibe la neurociencia de la cooperación transdisciplinaria con las disciplinas educativas? Si bien es cierto este artículo no pretende agotar un tema tan extenso si deseamos indicar algunos puntos de contacto entre ambas disciplinas utilizando el tema del nuero desarrollo como un eje articulador y problemizador, a la vez exploramos posibles líneas de desarrollo en ambas disciplinas. Puntos de contacto Son muchísimas las áreas de desarrollo de la neurociencia que se podría establecer como puntos de partida para establecer una relación entre esta y una disciplina tan basta como la educación y sus aplicaciones tecnológicas asociadas. A la luz del estado actual de desarrollo de ambas disciplinas se podría partir de lo obvio y decir que ambas en buena medida tienen por objeto de estudio y materia prima de su trabajo las capacidades cognoscitivas humanas, sin embargo eso no ha estado tan claro históricamente ni en la neurociencia ni en la educación. No es nuestro objetivo establecer un estado del arte del camino recorrido entre ambas disciplinas al respecto, más bien optaremos por establecer esta obviedad como propuesta de arranque sin atender a como se desarrollo históricamente esta situación. Por el contrario estableceremos como punto de partida en nuestra discusión las existencias de al menos 6 dogmas de la neurociencia clásica que tienen implicaciones fundamentales en la educación y 9 ejes temáticos los cuales podrían sentar las bases de un lenguaje común entre ambas disciplinas Los dogmas caen La neurociencia, como todas las demás ramas de la ciencia, está llena de ideas dogmáticas sobre su objeto de estudio. Una serie de principios que han sido considerados como fundamentales para nuestra comprensión de la función cerebral hoy por hoy han sido puestos en entredicho replanteando por completo lo que sabíamos al respecto. Pero el cerebro humano es un órgano desconcertante en cuanto a su complejidad - es a menudo considerado como el objeto más complejo del universo conocido – y por supuesto no renuncia a sus secretos fácilmente. Así que no es sorprendente que en los últimos años, los neurocientíficos hayan hecho un buen número de descubrimientos que revolucionan

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muchos de nuestros dogmas sobre el cerebro, y nos obligan a reconsiderar lo que pensábamos que sabíamos acerca de cómo funciona. Estos descubrimientos han replanteado 6 ideas fundamentales: 1. El cerebro humano adulto no es plástico: a este respecto la labor pionera llevada a cabo por Michael Merzenich y sus colegas de fines de la década de los 70 y principios de los 80 puso de manifiesto que este no es cierto. Ahora sabemos que el cerebro es capaz de reorganizarse ampliamente, más allá aun de lo que hubiésemos considerado posible, particularmente en respuesta a la experiencia y las lesiones. El aprendizaje es considerado hoy como el resultado directo de la modificación de las conexiones sinápticas en el cerebro; reorganización “del cableado del cerebro” por así decirlo, y esto ocurre siempre que nos exponemos a nuevas experiencias o después de severas lesiones. 2. El cerebro humano adulto no puede regenerarse: La opinión de que el cerebro adulto no puede generar nuevas células nerviosas ha sido un dogma central de la neurociencia. Pero ahora sabemos que el cerebro humano adulto contiene pequeñas poblaciones de células madre neurales, que son capaces de dividirse a fin de generar nuevas neuronas durante la edad adulta. 3. Los neurotransmisores son liberados sólo en las hendiduras sinápticas: Según la opinión convencional, las neuronas reciben aportaciones de otras células nerviosas a través del proceso sináptico, es decir cuando el potencial de acción llega a la terminal sináptica provoca la liberación de neurotransmisores, que se difunden para obtener una respuesta en la membrana postsináptica. Sin embargo, varios estudios publicados publicado el año pasado demuestran que los neurotransmisores también pueden ser liberados de los axones en la sustancia blanca del cuerpo calloso. 4. Las neuronas son los elementos funcionales del sistema nervioso. En el siglo XIX, el descubrimiento de la neurona –fue un gran salto adelante- y fue seguido rápidamente por la toma de conciencia de que el sistema nervioso contiene otro tipo de células: las células gliales. Las cuales fueron relegadas a un papel secundario como meras células de apoyo. Sin embargo, en los últimos años, este punto de vista ha comenzado a cambiar; hoy se sabe que regulan la comunicación entre las neuronas y controlar el flujo de sangre a través de los vasos capilares en el cerebro. También pueden comunicarse con las neuronas y pueden generar potenciales de acción. En lugar de ser meras células de apoyo, la

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neuroglia ha demostrado ser uno de los principales actores en la función cerebral. 5. Las neuronas se comportan como interruptores binarios: En otras palabras, una célula nerviosa está encendida o apagada, genera un potencial de acción o no lo hace en una respuesta de "todo o nada". Es decir, se necesita una cantidad mínima de estimulación antes de que una neurona produzca un impulso nervioso. Sin embargo desde hace tiempo se sabe que las células del sistema nervioso de los invertebrados producen potenciales en los cuales la cantidad de neurotransmisor liberada es proporcional a la intensidad del estímulo. 6. Las neuronas se comunican entre sí sólo por la propagación de potenciales de acción: aunque esta es la forma estándar de comunicación entre neuronas hoy sabemos que algunas células en el sistema nervioso pueden transmitir señales por la propagación de una cascada de mensajeros secundarios. Estas cascadas de señalización bioquímica puede viajar a lo largo de las fibras nerviosas, y puede obtener la liberación de neurotransmisores de las terminales nerviosas, en ausencia de actividad eléctrica. Estos replanteamientos de las ideas centrales del funcionamiento del cerebro poseen impactos profundo en la relación de esta disciplina con la educación, temas como la neuroplasticidad, el aprendizaje, la estimulación, la memoria, el lenguaje, la emoción, la resolución de problemas, la “inteligencia” y la estimulación, se nos presentan como temas comunes para el desarrollo de un lenguaje común. Una contribución muy importante que es producto de esta ruptura de las ideas dominantes es el concepto de plasticidad o neuroplasticidad, que implica que el cerebro se organiza y reorganiza durante todo el desarrollo. Por un lado, esto significa que no es posible pensar en el cerebro a lo largo del ciclo vital como un órgano terminado acabado y desarrollado. Por otra parte, también significa que hay oportunidades para intervenir modificando las condiciones de desarrollo a través de educación y entrenamiento, no importa en qué etapa de mi vida me encuentre. Este concepto a su vez replantea el clásico debate sobre la manera en que los niños crecen y desarrollan sus personalidades y pone en tela de juicio el psuedo debate entre “naturaleza vs crianza” que antepone la "Naturaleza, herencia o genética" refiriéndose a la idea de que los niños nacen de la manera que son, y que lo que nosotros hacemos tiene muy poca influencia sobre lo que van a ser, con la ideas de "Crianza, entorno o estimulación" que se refiere a la idea de

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que el ambiente en que se que desenvuelve el niño y la manera en que lo crían son el factor fundamental en su desarrollo. Hoy sabemos que la resultante final en el desarrollo de cualquier sistema nervioso es la acción combinada de múltiples factores algunos genéticos otros ambientales, continuar polarizando esta discusión solo retrasa en desarrollo de las teorías en educación. Es por el contrario mucho más importante introducir en la discusión conceptos como: 1. Puntos críticos en el desarrollo del cerebro: aquí nos referimos a la idea de que existen ciertos procesos de desarrollo cerebral que contando con una amplia base genética son sensibles a estimulación/configuración por medios factores ambientales dentro de espacios o ventanas temporales muy claramente definidos. 2. Diferencias entre la maduración cronológicas y cognitiva del cerebro: hace mucho sabemos que los cerebros funcionan de manera distinta según la edad pero esa información no ha permeado los ámbitos educativos. 3. Diferencias funcionales, hormonales y estructurales por género: hoy por hoy es más necesario que nunca evidenciar que existen diferencias estructurales y funcionales que son sensibles a condiciones de género que hacen que nos desarrollemos, percíbanos y razonemos de formas divergentes, durante mucho tiempo-más por razones ideológicas que científicas- la masiva evidencia con la que contamos de que esto es así se ha ignorado con serias repercusiones en la educación de todos.(Este será el tópico de un articulo separado) Puntos críticos en el desarrollo del cerebro Es importante incorporar la noción de puntos críticos en el desarrollo, como ya dijimos la evidencia en este sentido es abrumadora- nuestro cerebro cambia a lo largo de toda nuestra vida- y existen momentos en los cuales estamos predefinidos genéticamente para recibir estimulación ambiental oportuna, a fin de que configures ciertas habilidades de manera adecuada, estos procesos deben de ser conocidos por el educador, y no solo conocidos, sino respetados y potenciados por los procesos de educación formal a fin de no interferir y más bien potenciar el desarrollo cognitivo, utilizando para esto sólida información científica empíricamente fundamentada. Conceptos como la apoptosis o muerte neuronal programada son parte de los procesos normales en nuestro desarrollo cognitivo, los seres humanos nacemos con casi todas las neuronas que su cerebro llegará a tener. Sin embargo al

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principio de nuestro desarrollo y siguiendo el diseño genético, el cerebro produce más neuronas y más conexiones de las que necesitará. Sin embargo, solamente conserva aquéllas que usa. Inmediatamente después de nacer el cerebro alcanza el máximo de velocidad de crecimiento, de modo que a los catorce meses de edad llega ya a pesar 900 gramos, lo que representa el 80% del peso definitivo. Durante este período está creciendo a razón de 2 miligramos por minuto y su actividad metabólica es muy intensa. Al momento del nacimiento por un proceso denominado darwinismo neuronal y en el proceso de apoptosis más intenso casi el 95% de todas las conexiones sinápticas son “podadas” afín de ofrecer a bebe conexiones “fuertes”, estas conexiones se afianzan por intensos procesos competitivos entre las neuronas Estos procesos de desarrollo se de conexiones y sus respectivas “podas” se repite a lo largo de toda la niñez y adolescencia con menos intensidad. Durante la infancia el crecimiento es muy rápido durante los primeros tres años de vida, para luego disminuir dramáticamente en los 8 años siguientes. Aproximadamente a los dos años de edad el cerebro tiene el doble de sinapsis y utiliza el doble de energía corporal que el cerebro de un adulto. Ahora el cerebro empieza a sintonizarse de manera fina, reforzando las conexiones que usa y eliminando aquéllas que no usa. La "conexión" empieza a ser permanente. En este momento es cuando se empieza a hablar y a comprender el lenguaje. Durante la primera infancia, las neuronas en las regiones del lenguaje del cerebro se conectan entre sí en una gran maraña de interconexiones. Después de esta actividad, aproximadamente a los 6 años de edad, el aprendizaje de nuevos idiomas es más difícil. Los adultos aún pueden aprender otros idiomas, pero la mayor parte de ellos nunca llegará a dominarlos tan bien como los niños. Maduración cronológica y cognitiva Este proceso continua de manera continua durante la pubertad y adolescencia, este periodo se caracterizada por cambios importantes en todos los ámbitos -el carácter, el comportamiento, junto a incrementos de la actividad hormonal, que condiciona la aparición de los caracteres sexuales secundarios y una aceleración en la velocidad de crecimiento-. Ahora sabemos que el cerebro no es una excepción. Mediante la utilización de nuevas técnicas para medir la función del cerebro, están permitiendo conocer mejor su proceso de desarrollo, comprobando que esta demora más de lo que se pensaba, y que aun en la adolescencia no se

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ha completado. Ello plantea problemas cuando se trata de juzgar el comportamiento del adolescente en relación al adulto y tiene serias implicancias en los procesos de educación formal. Jay Giedd y colaboradores del National Institute of Mental en Bethesda, Maryland, muestra que antes de la pubertad se produce un repunte del crecimiento de la materia gris, pero que luego es seguido por una disminución, a un ritmo de 1% al año, durante todo el período de adolescencia. En la misma medida, se incrementa el volumen de la materia blanca. Se piensa que el proceso es la traducción de la interconexión neuronal, que van siendo estimulados por la experiencia. Ahora sabemos que la velocidad de crecimiento disminuye en la adolescencia, pero continúa hasta los 17 años, cuando ya alcanza una taza estable de desarrollo que se estabiliza hasta un periodo que va desde los 21 a 25 años según sea el caso. Existen múltiples evidencias de cambios en la corteza orbito frontal, el cuerpo calloso, el estriatum ventral derecho, la glándula pineal, cerebelo, es decir en prácticamente todo el cerebro. Todo es parte de un cambio progresivo que tiene por objetivo una maduración por etapas de ciertas capacidades cognitivas según se crece. Nitin Gogtay y sus colaboradores del mismo NIMH, han realizado un estudio de seguimiento individuos, desde los 4 a los 21 años. Observan que desde la parte posterior del cerebro, se va produciendo un cambio de materia gris a materia blanca, que termina por cubrir hasta el lóbulo frontal, que sería el último que termina su maduración. "Analizando las imágenes, observamos como una ola de cambios del cerebro, que se mueve desde atrás hacia el frente, como el incendio de un bosque” señalan los investigadores. Esto marca serias diferencias de funcionamiento si se le compara con el cerebro de un adulto, los cerebros adultos se comportan se comportan de un modo diferente y esto tiene importantes consecuencias en la práctica docente. El cerebro adolecentes es distinto del adulto no porque posea una estructura cerebral diferente, sino porque usan las mismas estructuras en diferente forma. Un lóbulo frontal totalmente desarrollado, coordina impulsos que le vienen de diferentes partes del cerebro", En la medida que el cerebro adolescente madura, se reorganiza para integrar información que está recibiendo de diferentes regiones.

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Beatriz Luna, de la Universidad de Pittsburg, usando IRM que ilumina los distintos sitios del cerebro que se activan, ha encontrado que el cerebro del adolescente se conecta sólo con regiones locales, mientras que el cerebro del adulto lo hace con zonas distantes y más distribuidas. Todos estos resultados apoyan otras evidencias que confirman que los adolescentes no controlan los impulsos como los adultos. En un trabajo en la revista "Child Development", se muestra que voluntarios de 14 años desarrollan las tareas tan bien como los adultos, pero ellos activan los impulsos principalmente sólo en la corteza pre frontal del lóbulo frontal, mientras que los adultos, desarrollan respuestas más complejas. Es decir, los adolescentes para lograr sus objetivos, usan mecanismos cerebrales diferentes a los del adulto. Factores ambientales poseen también influencias profundas en el desarrollo del aparato cognitivo, los adolecentes demuestran según las últimas evidencias ser mucho más sensibles al trauma psicológico y el estrés crónico. Trabajos como los de Susan Andersen, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard, y sus colegas, hallaron que los sujetos expuestos al estrés durante la adolescencia, tenían en la adultez concentraciones menores de nuero transmisores clave en el hipocampo, una región cerebral importante para el aprendizaje y la memoria. Por otra parte sus cerebros pueden ser más susceptibles a cambios permanentes derivados del estrés, en comparación con niños más pequeños. Por otra parte otros estudios realizados en del NIMH y la UCLA EUA, demuestran que muchos de los rasgos de personalidad depende en gran medida de los estímulos recibidos en la adolescencia, entre los 12 y los 18 años, y los comportamientos que incluyen a la rebeldía en ese periodo están influidos por esos cambios. Al parecer esos comportamientos típicos de la adolescencia no están sólo influidos por los cambios hormonales, sino que el intercambio de estímulos con el medio ambiente es fundamental para la conformación del perfil psicológico de allí en adelante y la construcción de estructuras y funciones estaría influida por esos estímulos y tendrían consecuencias permanentes. Otro punto donde parece haber diferencias centrales entre el comportamiento adulto y el adolecente está dada por el manejo emocional y la evaluación de las consecuencias, trabajos como los de Jay Giedd, y John Baird de (NIH) de Estados Unidos afirman que los adolescentes tienen 4 veces más probabilidades que los conductores de más edad de verse involucrados en un choque y 3 veces más posibilidades de morir en un accidente de auto. Por otra parte los adolescentes responden mal al tipo de pensamiento que requiere mirar el

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futuro para visualizar el resultado de sus acciones, una característica que evalúa la capacidad de toma de riesgos. En los trabajos de Baird los adolescentes tenían dificultades para generar hipótesis de que les podía suceder, ya que no habían tenido acceso a las muchas experiencias que ya han tenido los En ese mismo sentido un estudio de los (NIH) de E.E.U.U sugiere que la región del cerebro que inhibe el comportamiento riesgoso no se desarrolla completamente hasta los 25 años. "Pensábamos que los niveles más altos de madurez física y cerebral se alcanzaban a los 18 años, tal vez antes, de modo que esto nos sorprendió", dijo Jay Giedd, un psiquiatra pediátrico que lideró el estudio. Eso hace que la adolescencia sea "un tiempo peligroso, cuando debería ser el mejor". En conclusión la mayoría de los investigadores están de acuerdo que el cerebro del adolescente no ha alcanzado la madurez y que sus respuestas son diferentes a las del adulto, especialmente en lo que concierne al lóbulo frontal. ¿Pero entonces que pasa una vez que llegamos a la adultez? Como ya dijimos durante muchos años –incluso en el ámbito de la neurociencia- la idea dominante fue que el cerebro del adulto era un órgano terminado, una alcanzada la adultez nuestra capacidad cognitiva alcanzaba su esplendor y su tope y era realmente poco lo que podríamos hacer al respecto. Al parecer todo se trataba de seguir viviendo y evitar el deterioro. Todos escuchamos que una vez una neurona se pierde es imposible recuperarla y la adultez era una suerte de campo minado para no perder más neuronas de la cuenta Aquí aparece de nuevo el concepto de plasticidad, a partir de las investigaciones de los últimos 20 años, está bien establecido que el cerebro puede adaptarse él mismo a cualquier circunstancia, lo que despliega posibilidades sin precedente en el área de la educación y del desarrollo de terapias para una gran variedad de condiciones neurológicas. Trabajos como los de Santiago Canals proporcionan la primera evidencia de que las modificaciones locales en pequeño número pueden ocasionar cambios globales en la conectividad del cerebro. Modificaciones que son susceptibles de ser introducidas por medio de nuevas experiencias de aprendizaje. El doctor Marx Baxter y sus colegas investigadores de la Universidad de Auckland, en Nueva Zelanda, y de la Academia Sahlgrenska, en Suecia, demostraron la existencia de células madre en ciertas zonas del cerebro,

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justamente debajo de cavidades llenas de líquido encéfalo raquídeo, denominadas ventrículos "este estudio es importante porque revela un grupo de neuronas en el cerebro humano adulto que continuamente se están regenerando." Si el cerebro se regenera y reorganiza a lo largo de toda la vida esto posee serias implicaciones en el ámbito de la docencia, hoy sabemos que los taxistas de Londres, los atletas olímpicos, los músicos profesionales generan cambios estructurales y funcionales impresionantes por medio del entrenamiento y el aprendizaje, pero lo que es interesante es que esto es cierto para todos nosotros. En su libro seminal de 1949, La organización del comportamiento, el neuropsicólogo canadiense Donald Hebb postuló un mecanismo por el que la experiencia puede convertirse en aprendizaje, afectando a las conexiones entre células nerviosas del cerebro. Este mecanismo se ha convertido desde entonces en el más intensamente estudiado por la neurociencia moderna, y en general se cree que constituye la base celular del aprendizaje y la memoria, aunque aún es preciso probarlo de forma inequívoca. El reforzamiento persistente de una conexión entre dos células nerviosas que sigue a la estimulación simultánea de ambas células es tal vez el primero y más importante aporte de la neurociencia a la educación, la evidencia en este sentido es abrumadora, el cerebro mantiene sus condiciones cognitivas en mejor estado cuando es utilizado de manera activa en actividades que exijan un mínimo de esfuerzo mental. La vida es aprendizaje cuando una función deja de ser utilizada con frecuencia, lo que normalmente ocurre es que esa capacidad se atrofia o al volver a ser usada es deficiente. Nuestro cerebro posee la capacidad de trabajar excelentemente y elevar sus índices de efectividad de respuesta ante una situación o tarea que es constantemente llevada a cabo. Entonces el ejercicio cognitivo e intelectual permanente se convierte en la clave del mantenimiento y desarrollo de la capacidad cognitiva para que todas sus capacidades se mantengan en un buen estado. Mantener la exigencias cognitivas a lo largo de la adultez conlleva al aumento de la circulación sanguínea, lo que procura una mayor desintoxicación en la sangre, eleva la capacidad de oxigenación del cerebro y una mejor marcha de las redes neuronales.

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