propuesta neurocognitiva del aprendizaje centrado en el estudiante

Ricardo S. Puebla Wuth

Una propuesta neurocognitiva del Aprendizaje centrado en el estudiante.

(Adolescencia y Adultez temprana, las edades de la Educación Superior)

Prof. Ricardo S. Puebla WuthEducación, Cognición y Neurociencias

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Tres ideas quiero presentar a ustedes hoy…

Un cerebro aún en

Desarrollo

Nuestros Estudiantes presentan

Una capacidad de trabajo cognitivo

no totalmente desarrollada

Condiciones medio

ambientales de Aprendizaje tipificadas


En las Edades de la Educación Superior…


Factores de maduración del cerebro adolescente: (Arain et al., 2013)

Maduración del cerebro adolescente

Herencia y Medioambiente

Hormonas sexuales

Intervenciones quirúrgicas

Sueño

Calidad NutricionalInjurias Pre y postnatales

Farmacoterapia

Abuso de Drogas

Edad (10-25 año)


Evidencias de la Maduración del Cerebro Adolescente (Arain et al., 2013)


Los estudios hechos en MRI señalan que la mielinogénesis y la construcción neurocircuital permanece estructural y

funcionalmente vulnerable a los aumentos significativos de las hormonas sexuales que ocurren en la pubertad y adolescencia.

Las funciones corticales se desarrollan estrechamente ligadas al desarrollo etario de la persona. Las regiones cerebrales asociadas con las funciones más básicas,

maduran primero; seguido por las áreas de asociación involucradas en el control arriba-abajo de la conducta.

(Casey, B. J. et al.; 2005)


Cambios en el desarrollo sináptico en cerebro humano:

Figura 2 : Desarrollo sináptico en el cerebro humano. Los gráficos representan el número de las espinas dendríticas por segmento de dendrita, en las dendritas basales después de la primera bifurcación (izquierda); en las dendritas apicales oblicuas proximales que se originan dentro de las100 micras desde el eje principal apical (centro), y dendritas apicales oblicuas distales, originadas en el segundo segmento de 100 micras-desde el eje principal apical (derecha) de la capa IIIc (símbolos rellenos) y de la capa V (símbolos abiertos) l de las células piramidales en la corteza prefrontal dorsolateral. Los cuadrados representan varones; círculos representan las mujeres. La edad en años postnatales se muestra en una escala logarítmica. La pubertad está marcada por la barra sombreada. B, nacimiento (cuarto día después del parto), P, la pubertad.

(Tomado de: Blakemore & Robbins, 2012)


Desarrollo cortical cerebral en humanos por edades.

Figura 3.- Estimación del aumento de talla, con un 95% de confianza, en la sustancia gris y blanca de los lóbulos corticales frontal, parietal, temporal y occipital. Tomado de 243 escáneres (89 hombres y 56 mujeres, edades 4 a 22 años. (Las flechas indican los peaks de las curvas).

Nature Neurosci.; Vol. 2, N° 10; 1999.


Estudio longitudinal de cambios en el volumen cerebral en personas (Lebel & Beaulieu, 2011)


Cambios en la pubertad y adolescencia.

En etapas posteriores a la infancia y a la pubertad las áreas cerebrales que se encuentran en la región Prefrontal cortical del cerebro: corteza prefrontal medial, las zonas orbitofrontales y el sulco temporal superior, presentan mayor capacidad de cambio neuroplástico que otras áreas corticales.

Nature Review of Neuroscience, Sept. 2012


Desarrollo del córtex VPF y Flexibilidad Social

en la adolescencia

La figura es una representación esquemática del córtex prefrontal ventrolateral (vIPFC)) (en verde) y del córtex orbitofrontal (OFC) (en rojo), regiones del VPFC que contribuyen al desarrollo de la flexibilidad social. El control inhibitorio y el uso de reglas son controlados por vIPFC, mientras que el análisis del valor esperado a los estímulos sociales es desempeñado por OFC. Esta funciones maduran lentamente a través del desarrollo.(Tomado de: Nelson, E. E. & Guyer, A. E., 2011)


Desarrollo de Conectomas en corteza cerebral, durante le Desarrollo Infantil y Juvenil.

(Diferencias de Género):

Desarrollo de conectomas a lo largo del ciclo de vida: B) corteza cerebral en niños y niñas; C) en adolescentes; y, en adultos jóvenes. (Ingalhalikar, M., et al.; PNAS; Enero 2014)


Desarrollo cortical de hombres y mujeres no procesamos en mundo de igual manera:

Conexiones entre los centros de procesamiento en la corteza cerebral en hombres y mujeres adultos.Los varones tienen tendencia al procesamiento relacionado con percepción y planificación motora. La mujeres, tienen tendencia al procesamiento en el discurso (lenguaje) para establecer realidades.(Ingalhalikar, M., et al.; PNAS; Enero 2014)

En azul se muestran relaciones en un mismo hemisferio. En naranja, se muestran relaciones entre los hemisferios. Puntos en Azul, centros motores; en celeste, áreas de lenguaje; en verde, centros de

memoria espacial; y, en rojo, centros de procesamiento visual.


En la Adolescencia y Adultez temprana:

• Se han reconocido áreas Prefrontales de la corteza que apoyan –entre otras- a las denominadas Funciones Ejecutivas (FE).

• Estas FE, son procesos esenciales para adaptarnos con éxito como individuos a las nuevas y diversas facetas que cumplimos en la vida de todos los días.


La Funciones Ejecutivas:

• Participan esencialmente en el control, la regulación y la planeación eficiente del comportamiento humano y permiten que los sujetos se involucren exitosamente en conductas independientes, productivas y útiles para sí mismos (Lezak et al., 2004).


Áreas cerebrales propuestas para las Funciones Ejecutivas.

Amarillo: FE; Rojo: áreas comunes; Naranja: inteligencia medido en g. (Tomado de: Barbey, A. et al., 2012)


Resumen de las Funciones Ejecutivas:(Arain et al., 2013)

Corteza Prefrontal

Atención focalizadaOrganización del

pensamiento y Resolución de problemas

Formación de Estrategias y Planificación

Inhibición de conductas inapropiadas e

iniciación de conductas apropiadas

Consideración simultanea de

múltiples flujos de información

Previendo y sopesando las posibles

consecuencias de la conducta

Ajustando la conducta cuando la situación

cambia

Modulación de las emociones

Control de los impulsos y postergar la gratificación

Habilidad para balancear las recompensas a corto plazo con

las metas a largo plazo.

Consideración al futuro y establecimiento de

predicciones


La Adolescencia y la Adultez temprana son los tiempos de la Educación Superior:

• Basados en Competencias: ¿Qué son las competencias?

• Están referidos a estándares,• La calidad está referida a resultados duros y

normalmente cuantificables.• Requieren que los que aprenden posean

COMPETENCIAS BÁSICAS O FUNDAMENTALES.


Como las que se encuentran en las Funciones Ejecutivas. Estas son:

• Las que involucran mayormente las capacidades de organización cognitiva y el mantenimiento de una meta (la planeación, la flexibilidad mental, la memoria de trabajo y la fluidez); y,

• Aquellas, que involucran el procesamiento de lo emocional y lo motivacional (el control conductual, la metacognición, la mentalización y la cognición social.

Por tanto, un aprendizaje centrado en el Estudiante debiera considerar este aspecto…

Pero, además…• Uno de los problemas recurrentes en el diseño del

currículum de hoy en día es que:

El manejo y uso de la Información, aún no está adaptado a los tiempos que se viven.

Hoy quiero mostrarles un aspecto nuevo del Aprendizaje…



La carga Cognitiva:

• Las personas no pueden aprender al mismo tiempo, ni con la misma velocidad e intensidad, todo lo que se les presenta para ser conocido.

• Todos tenemos una “Capacidad de Carga Cognitiva”; y, aunque depende en grandemente de la maduración neurocognitiva, es mejorable en la medida que nos dediquemos a “entrenarla”.

• Hemos aprendido a mejorar la capacidad de carga cognitiva; y, esto es lo que aprenderemos en estas jornadas…

Teoría de la Carga Cognitiva:

• Descrita por John Sweller (1988):- Sistemas de Memoria (Atkinson & Schiffrin,

1968)- Procesos de Aprendizaje- Tipos de carga cognitiva que ocurren sobre la

Memoria de Trabajo (WM).


Modelo Memoria de Atkinson & Schiffrin, 1968.

Retención 25 a 2000 ms Gran capacidad

Retención 15-30 s Capacidad limitada

Retención y Capacidad prácticamente ilimitada


Esquema de Funcionamiento de la Memoria de Trabajo.


Memoria de Largo Plazo:


La más nueva propuesta de la Atención:Knudsen, E. (2007): Fundamental Components of Attetntion. Annu. Rev,. Neurosci. 30: 57-78


Características de la Teoría de Carga Cognitiva:

• “La Teoría de la carga cognitiva, ha sido diseñada para proporcionar directrices destinadas a ayudar en la presentación de la información, de una manera que fomente actividades para el estudiante y optimizar su rendimiento intelectual”

(Sweller, J., Van Merriënboer, J., & Paas, F. (1998). "Cognitive architecture and instructional design". Educational Psychology Review 10 (3): 251–296)


Características de la Teoría de Carga Cognitiva:

• Técnicamente es, la carga relacionada al control ejecutivo de la Memoria de Trabajo.

• Se identifican 3 tipos de carga cognitiva:- Carga Intrínseca.- Carga Extraña.- Carga Pertinente


Carga Intrínseca:

• Es el nivel inherente de la dificultad asociada con los materiales de instrucción, y se presenta por la cantidad de nueva unidades de información que se recibirán desde lo que debe ser aprendido.

• Toda instrucción tiene una dificultad inherente asociada con ella, estos son los elementos que configuran lo que va a ser aprendido.


Cargas Extrañas:

• Son generadas por la forma en que se presenta la información a los estudiantes.

• El exceso de información, distorsiona lo esencial que debe ser aprendido con la inclusión de elementos accesorios.

• Se puede atribuir al diseño de la forma de instrucción, porque hay un recurso cognitivo limitado (capacidad de la WM). Ricardo S. Puebla Wuth

Carga Pertinente:

• La carga cognitiva pertinente es impuesta por el proceso necesario para elaborar, construir y automatizar los esquemas cognitivos.

• Tiene que ver, con la cantidad de unidades de información que tiene la forma en se diseña lo que debe ser aprendido por el que enseña.

• Evitar la sobrecarga, para centrar el aprendizaje en lo esencial a ser aprendido.


La intervención de la Carga cognitiva Pertinente

Germane CL


Pensamiento:

Pensamiento

Memorias - Experiencias

Emociones

Funciones ejecutivas

Lenguaje

• Una de las Funciones más evolucionadas del cerebro humano.

• Permite elaborar formas de sobrevivir en el mundo.

• Asegura el enfrentamiento exitoso ante los problemas que la realidad impone.

• Mejora con la continua ejercitación de los procesos.

“Aprendizaje Eficiente”:

La adquisición de una forma de aprendizaje efectivo, el que se adquiere de manera transformadora.

Las evidencias en Neurociencias han demostrado que los métodos eficientes de aprendizaje, tienen un período de instalación en los esquemas mentales de la cognición y de la emoción en las personas; porque utilizan centros de procesamiento neuronales que requieren de tiempos de maduración y desarrollo particulares.


Las operaciones cognitivas no se instalan siguiendo patrones de desarrollo lineales:

Desarrollo real y funcional de operaciones cognitivas.

Desarrollo neuronal de operaciones cognitivas, inferido con EEG.


Evaluación de la memoria de trabajo en adolescentes universitarios (Crone et al., 2006)


La instalación se produce de manera progresiva no lineal e individual.

Entonces, bajo el lente de las neurociencias, las funciones ejecutivas (FE) son procesos

que ocurren respetando la dinámica funcional del Sistema Nervioso. Con

períodos sensibles de maduración que permiten la emergencia plena de estos.

Y, esta premisa, es la vuelta de mano – en esta presentación- de las neurociencias a la

educación. Ricardo S. Puebla Wuth

Diseño de Aplicación de estrategias para el desarrollo de Funciones Ejecutivas en el hacer del aula.

Las principales funciones ejecutivas aplicadas a la labor del aprendizaje, no ocurren jerarquizadas, sino más bien ellas están en permanente juego dinámico operando y superponiéndose una a otra según el momento que la tarea a cumplir lo demande.



Descansemos ahora un momento…