Download Aprendizaje y cerebro - Universidad Interamericana de Puerto Rico

UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
RECINTO DE FAJARDO
DEPARTAMENTO DE EDUCACION Y CIENCIAS SOCIALES
Prof. Alice Pérez Fernández
Curso: Psyc 3100, Aprendizaje
 Los estudiantes conocerán y entenderán:
 Elementos básicos del sistema nervioso humano
 Estructuras y funciones del cerebro
 Desarrollo del cerebro
 Bases fisiológicas del aprendizaje
 Implicaciones educativas de la investigación del cerebro
 Nuestro sistema nervioso se divide en dos partes:
 Sistema Nervioso Central (Centro de coordinación)
 Sistema Nervioso Periférico ( centro de mensajería)
 El sistema nervioso central consta del cerebro y la médula espinal.
 El sistema nervioso periférico está constituido por todos los nervios periféricos.
 Dos tipos de células se encuentran en el sistema nervioso:
 Las neuronas:
 Son las más características y más estudiadas por la relación de sus propiedades con las
funciones del sistema nervioso.
 Existen en enorme número 100 000 * 106, 100 billones.
 Funcionalmente polarizadas. Esto es, reciben información por uno de sus extremos,
dendrítico y la entregan por otro, extremo axónico
 Tienen una enorme capacidad de comunicarse con otras células, especialmente con otras
neuronas.
 Una neurona está compuesta por:
 Las dendritas
 El cuerpo celular o soma
 El axón
 Las dendritas y el axón constituyen los procesos neuronales.
 Las dendritas nacen del soma o cuerpo neuronal y pueden ser muy abundantes y
ramificadas. Son las que reciben la información.
 El axón nace del soma, en la región del montículo axónico, que se continúa con el
segmento inicial del axón que es donde se generan los potenciales de acción.
 Un potencial de acción es una señal de electricidad negativa que viaja por el axón a una
velocidad variable, según el tipo de axón, hasta alcanzar la región terminal donde induce
liberación de una señal o mensaje químico, el neurotransmisor.
 Los axones pueden ser muy cortos o alcanzar longitudes de más de un metro.
 En algunas regiones, el axón emite una "colateral" (una ramificación) que va a inervar una
neurona vecina (por, ejemplo la interneurona de Renshaw) o vuelve a la región del soma,
colateral recurrente.
 Las células gliales:
 Son 10-50 veces más numerosas que las neuronas y las rodean.
 Presentan ramificaciones, a veces muy escasas, y cortas que se unen a un cuerpo
pequeño.
 Aunque no se las considera esenciales para el procesamiento y conducción de la
información se les atribuye funciones muy importantes para el trabajo neuronal:
 Soporte mecánico y aislamiento de las neuronas.
 Ellas aíslan el axón, sin impedir el proceso de autogeneración del potencial de acción, con lo que
se logra acelerar la velocidad de propagación de esta señal.
 Mantienen la constancia del microambiente neuronal, eliminando exceso de neurotransmisores
y/o de sus metabolitos y de iones
 Guían el desarrollo de las neuronas y parecen cumplir funciones nutritivas para este tipo de
células.
 Cuando el potencial de acción llega al extremo de la fibra, debe pasar a la
siguiente neurona. Primeramente se pensaba que la fibras de unas neuronas se
continuaban con las fibras de otras, de manera que la señal podía pasar
directamente de una a otra. Pero cuando el sistema nervioso se estudió con más
detalle, se vio que el final de una fibra estaba separado de la siguiente por un
pequeño espacio, así que era preciso algún mecanismo para que la señal “saltara”
ese espacio y pasara a la siguiente neurona.
 Hoy sabemos que las señales “saltan” el espacio mediante una señal química.
Cuando el potencial de acción llega al extremo de la fibra, hace que esta libere
una sustancia química, que se denomina neurotransmisor, el neurotransmisor se
une a la membrana de la siguiente neurona, y puede hacer que se produzca un
potencial de acción en la siguiente neurona. Esta conexión entre una neurona y
otra mediante la liberación de un neurotransmisor, se denomina sinapsis.
 El cerebro humano tiene 3 componentes principales que han aparecido en
diferentes momentos de nuestro viaje evolutivo:
 Cerebro Inferior (metencéfalo)
 Cerebro Medio (mesencéfalo)
 Cerebro Superior ( Prosencéfalo)
 Fue el primero que apareció en la evolución humana, esta localizado en la parte
inferior del cerebro donde la medula espinal penetra en el cráneo. Es el primero
en aparecer en el desarrollo prenatal. Sus estructuras son:
 La medula
 El puente
 El bulbo Raquídeo
 El cerebelo
 El cerebro inferior esta implicado en muchos procesos fisiológicos básicos esenciales
para la supervivencia: respirar, tragar, dormir, ritmo cardiaco.
 El cerebelo es una estructura relativamente grande en la parte inferior del
encefalo.
 Funciones:
 Movimiento
 Balance
 Postura
 La palabra "cerebelo" en latín quiere decir pequeño cerebro. Se localiza detrás del
tallo cerebral.
 En cierta forma el cerebelo es como el cerebro: se divide en dos hemisferios y
tiene una corteza que los rodea
 Es el próximo en aparecer tanto en nuestro desarrollo filogenético como prenatal y
desempeña papeles de apoyo a la visión y la audición; ej. contribuye a la
coordinación de los movimientos oculares. La parte más importante del cerebro
medio es la formación reticular que se extiende también en el cerebro inferior. La
formación reticular es vital para la atención y la consciencia.
 Funciones:
 Visión
 Audición
 Movimiento Ocular
 Movimiento Corporal
 El mesencéfalo incluye estructuras como el colículo inferior y superior y el núcleo
rojo.
 Este fue el ultimo en llegar, esta localizado en las zonas frontales y superiores del
cerebro, aquí es donde se ubica la mayor parte de la acción de los primates y de
los seres humanos. Por encima de esta se encuentra la corteza cerebral, que esta
dividida en dos mitades izquierda y derecha denominadas hemisferios.
 Pensamiento
 Movimiento Voluntario
 Lenguaje
 Razonamiento
 Percepción
 La palabra "corteza" viene del latín. Recibe ese nombre porque forma una capa de
tejido que conforma la cubierta externa del cerebro. Su grosor va de2 a 6 mm.
 Los lados derecho e izquierdo de la corteza se conectan mediante una banda gruesa de
fibras llamada el "cuerpo calloso". En los mamíferos superiores como los humanos, la
corteza cerebral luce como si tuviera muchas protuberancias y surcos.
 Las protuberancias son llamadas giros y los surcos circunvoluciones.
 Los mamíferos inferiores como las ratas y ratones tienen pocos giros y circunvoluciones
 El cerebro está constituido por dos mitades, la mitad derecha llamada hemisferio
derecho y la mitad izquierda llamada hemisferio izquierdo. Ambos hemisferios
están conectados entre sí por una estructura denominada Cuerpo Calloso,
formado por millones de fibras nerviosas que recorren todo el cerebro. Gracias a
estas fibras, los dos hemisferios están continuamente conectados.
 Cada hemisferio está especializado en funciones diferentes, de ahí que uno de los
aspectos fundamentales en la organización del cerebro lo constituyan las
diferencias funcionales que existen entre los dos hemisferios, ya que se ha
descubierto que cada uno de ellos está especializado en conductas distintas.
 Conviene saber también, que existe una relación invertida entre los dos
hemisferios y nuestro cuerpo. Por consiguiente, el hemisferio derecho se encarga
de coordinar el movimiento de la parte izquierda de nuestro cuerpo, y el
hemisferio izquierdo coordina la parte derecha.
 La parte derecha está relacionada con la expresión no verbal. Está demostrado
que en él se ubican la percepción u orientación espacial, la conducta emocional
(facultad para expresar y captar emociones), facultad para controlar los aspectos
no verbales de la comunicación, intuición, reconocimiento y recuerdo de caras,
voces y melodías. El cerebro derecho piensa y recuerda en imágenes.
 Diversos estudios han demostrado que las personas en las que su hemisferio
dominante es el derecho estudian, piensan, recuerdan y aprenden en imágenes,
como si se tratara de una película sin sonido. Estas personas son muy creativas y
tienen muy desarrollada la imaginación.
 El hemisferio izquierdo es el dominante en la mayoría de los individuos. Parece ser
que esta mitad es la más compleja, está relacionada con la parte verbal.
 En el se encuentran dos estructuras que están muy relacionadas con la capacidad
lingüística del hombre, el "Area de Broca" y "Area de Wernicke"(áreas
especializadas en el lenguaje y exclusivas del ser humano).
 La función especifica del "Area de Broca" es la expresión oral, es el área que
produce el habla.
 Por consiguiente, un daño en esta zona produce afasia, es decir, imposibilita al
sujeto para hablar y escribir.
 El "Área de Wernicke" tiene como función específica la comprensión del lenguaje,
ya que es el área receptiva del habla.
 Si esta zona se daña se produce una dificultad para expresar y comprender el
lenguaje.
 Además de la función verbal, el hemisferio izquierdo tiene otras funciones como
capacidad de análisis, capacidad de hacer razonamientos lógicos, abstracciones,
resolver problemas numéricos, aprender información teórica, hacer deducciones,
etc.
 Algunas de las funciones del cerebro se llevan a cabo en partes concretas del
mismo. Los lóbulos cerebrales son divisiones físicas de la corteza cerebral que
cumplen funciones especializadas:
 Lóbulo Occipital (rojo). En el lóbulo occipital reside la corteza visual y por lo
tanto está implicado en nuestra capacidad para ver e interpretar lo que vemos.
 Lóbulo Parietal (amarillo). El lóbulo parietal tiene un importante papel en el
procesamiento de la información sensorial procedente de varias partes del
cuerpo, el conocimiento de los números y sus relaciones y en la manipulación de
los objetos.
 Lóbulo Temporal (verde). Las principales funciones que residen en el lóbulo
temporal tienen que ver con la memoria. El lóbulo temporal dominante está
implicado en el recuerdo de palabras y nombres de los objetos. El lóbulo temporal
no dominante, por el contrario, está implicado en nuestra memoria visual (caras,
imágenes,…).
 Lóbulo Frontal (azul). El lóbulo frontal se relaciona con el control de los impulsos,
el juicio, la producción del lenguaje, la memoria funcional (de trabajo, de corto
plazo), funciones motoras, comportamiento sexual, socialización y espontaneidad.
Los lóbulos frontales asisten el la planificación, coordinación, control y ejecución
de las conductas.
 Hipotálamo
Funciones:
 Temperatura corporal
 Emociones
 Hambre
 Sed
 Ritmos Circadianos
 El hipotálamo está compuesto de diversas áreas y se localiza en la base del cerebro.
 Sólo tiene el tamaño de una semilla muy pequeña (cerca de 1/300 del peso cerebral total), pero es
responsable de funciones muy importantes, como el control de la temperatura corporal. el hipotálamo
actúa como un termostato percibiendo cambios en la temperatura corporal y respondiendo con señales
para ajustarla.
 Por ejemplo, si estás muy caliente, el hipotálamo lo detecta y envía señales para expandir los capilares
de tu piel. Esto hace que la sangre se enfríe más rápido.
 El hipotálamo también controla la pituitaria o hipófisis.
 Funciones:
 Integración Sensitiva
 Integración Motora
 El tálamo recibe información sensitiva y la envía a la corteza.
 La corteza también envía información al tálamo, éste la transmite a otras áreas del
cerebro y la médula espinal.
 Funciones:
 Comportamiento Emocional
 El sistema límbico (o áreas límbicas) es un grupo de estructuras que incluye la
amígdala, el hipocampo, los cuerpos mamilares y el giro cingulado.
 Son importantes para controlar la respuesta emocional a situaciones determinadas.
 El hipocampo también es importante para la memoria.
 Hipocampo
Funciones:
 Aprendizaje
 Memoria
 El hipocampo es una parte del sistema límbico importante para la memoria y el
aprendizaje.
 Ganglios Basales
Funciones:
 Movimiento
 Los ganglios basales son un grupo de estructuras, incluyendo el globus pallidus, el
núcleo caudado, el núcleo subtalámico, el putamen y la sustancia nigra, importantes
para la coordinación del movimiento.
 Muchos aspectos de nuestro funcionamiento cotidiano, como la atención, la
memoria, el aprendizaje o las habilidades motoras dependen de múltiples zonas
del cerebro. Los hemisferios suelen trabajar juntos para comprender y responder
al entorno. Las neuronas establecen cientos de sinapsis con otras neuronas.
 Así que aprender y pensar sobre cualquier asunto tiende a ocurrir de una manera
distribuida entre distintas zonas del cerebro.
 Desarrollo Prenatal
 Aproximadamente unos 25 días después de que se haya producido la concepción,
aparece por primera vez el cerebro con la forma de un diminuto tubo. Ese tubo se
va haciendo más largo y empieza a colapsarse en diferentes secciones (Rayport,
1992). Aparecen tres cámaras, que se convertirán eventualmente en el cerebro
superior, el medio y el inferior. Rápidamente se forman las neuronas, que se
reproducen en la parte interior del tubo; entre la semana 15 y la 20 del desarrollo
prenatal, las neuronas se reproducen al sorprendente ritmo de entre 50, 000 a
100,000 nuevas células por segundo. En este momento se forman la gran mayoría
de las neuronas que una persona tendrá en toda su vida.
 Durante el segundo trimestre del desarrollo prenatal las neuronas se desplazan a
diferentes lugares, inmersa en diferentes sustancias químicas y sustentadas por las
células gliares. Cuando llegan, envían dendritas y axones que las conectan con
otras neuronas. Las que establecen contactos sobreviven y empiezan a adoptar
funciones especificas, mientras que las demás suelen morir. Las neuronas
excedentes pueden eliminarse sin peligro.
 En el momento de nacer, el cerebro humano supone una cuarta parte del tamaño
adulto, pero hacia los tres anos, ya abría alcanzado tres cuartas partes de su
tamaño adulto. La corteza cerebral es la parte menos madura del cerebro en el
momento de nacer, de manera que los cambios que se producen en la misma
durante la infancia y la niñez temprana probablemente expliquen la mayoría de los
progresos que podemos observar en el razonamiento y el pensamiento de los
niños. Durante estos primeros anos hay tres procesos principales que definen el
desarrollo cerebral: sinaptogénesis, poda sináptica y mielinación.
 Las neuronas empiezan a establecer sinapsis antes del nacimiento, esto aumenta
de manera espectacular luego del mismo. Las neuronas lanzan nuevas dendritas
hacia cualquier parte para entrar en contacto con un gran numero de vecinas.
Eventualmente , esta rápida proliferación de sinapsis se detiene. El momento en
que se produce esta pausa depende de la zona del cerebro de que se trate: por
ejemplo, las sinapsis alcanzan su apogeo en la corteza auditiva (lóbulos
temporales) alrededor de los tres meses, en la corteza visual (lóbulos occipitales)
alrededor de los doce meses, y en los lóbulos frontales, hacia los dos o tres años.
 Conforme el niño crece, si una red sináptica no ha sido utilizada, el sistema
nervioso optará por cortar las conexiones. Este es un fenómeno que se conoce
como "poda sináptica", es decir, el sistema nervioso poda, corta, las sinapsis sin
usar para así obtener más energía y especialización en lo que sí hace la persona.
 Jay Giedd, del Instituto Nacional de Salud Mental, quien lleva años aplicando
técnicas de imagenología cerebral a base de resonancia magnética con cientos de
niños.
 El primer concepto importante derivado de su trabajo es lo que llaman los
científicos la “poda sináptica”. En un reporte de 1999, Giedd y su equipo
documentaron que durante la adolescencia, las personas pierden cerca de uno por
ciento de la materia gris cada año hasta los primeros 20.
 Este proceso de poda no elimina neuronas, lo que elimina son conexiones entre
neuronas, deshaciéndose de enlaces que se produjeron de más durante la infancia
y que tendrán poco valor para el cerebro adulto.
 Un informe que publicó la revista Time el pasado septiembre señaló que a nivel
general, se puede hablar de que el cerebro va madurando de atrás para adelante.
Las primeras áreas en quedar listas, ubicadas en la parte trasera del encéfalo, son
las fundamentales zonas a cargo de los sentidos y movimientos.
 Después maduran las regiones implicadas en el manejo del lenguaje y la
orientación en el espacio.
 Las últimas zonas cerebrales en madurar son las que se encuentran en la parte más
delantera del lóbulo frontal, áreas a cargo de lo que podríamos llamar las
funciones superiores. Ahí se controlan los impulsos, el juicio y la toma de
decisiones, de modo que quizás la poda no terminada en esta zona explique en
parte los errores de decisión que toma un adolescente promedio.
 Sarah-Jayne Blakemore, del Instituto de Neurociencia Cognitiva en el University
College, de Londres, apuntó que la eliminación de conexiones “es como podar un
rosal. No quieres demasiadas ramas, porque entonces ninguna puede crecer
realmente fuerte. La poda permite que otras sean fortalecidas”.
 La mielinización es la formación de mielina, una sustancia blanca y adiposa que
cubre las células nerviosas y forma una capa aislante. La capa de mielina permite
la conducción de señales o impulsos entre nuestro cerebro y el resto de las células
de nuestro cuerpo.
 La mielinización es la formación de mielina, una sustancia blanca y adiposa que
cubre las células nerviosas y forma una capa aislante. La capa de mielina permite
la conducción de señales o impulsos entre nuestro cerebro y el resto de las células
de nuestro cuerpo.
 La mielinización comienza durante el tercer trimestre de gestación, y continúa
durante muchos años luego del nacimiento. Existen muchos hitos de desarrollo
neurológico a los que los doctores hacen seguimiento durante los primeros 24
meses de la niñez.
 Este proceso explica una considerable proporción del incremento en tamaño del
cerebro, también estimula la capacidad del cerebro para responder al entorno de
una manera mas rápida y eficiente.
 La poda sináptica continua durante la niñez media y la adolescencia, sobre todo en
la corteza, mientras que la mielinización se sigue produciendo incluso durante la
década de los veinte. Desde la niñez media hasta el final de la adolescencia,
incluso la edad adulta diversas partes del cerebro incrementan su tamaño como
los lóbulos frontales y temporales, el hipocampo y la amígdala y el cuerpo calloso.
Los lóbulos frontales evidencian una maduración significativa hacia el final de la
adolescencia y principios de la edad adulta lo que permite una mejor atención,
planificación y control de impulsos.
 Ocurren cambios en los niveles hormonales y de los neurotransmisores que de no
ocurrir pudiera desembocar en una distorsión importante en el funcionamiento
cerebral.
 Ciertamente la herencia desempeña un papel en el desarrollo del cerebro,
ejemplo: las instrucciones genéticas guían procesos como la migración celular, la
sinaptogénesis y la mielinización ( Bruer, 1999).
 La herencia asegura que las cosas funcionaran adecuadamente y que el cerebro
continuara creciendo y restructurándose a si mismo.
 Por otro lado las efectos ambientales también ejercen su efecto. Ej, malnutrición,
tóxicos.
 También influyen las oportunidades de aprendizaje ya que permiten el desarrollo
de sinapsis números y fuertes.
 Visión es critica entre los dos y cinco, si hay problemas, ej., cataratas y n o se
remueven quirúrgicamente antes de los cinco años, los niños desarrollan una
ceguera funcional en el ojo afectado de cataratas. ( Bruer, 1999)
 Lenguaje: si los niños no escuchan el lenguaje durante los primeros anos de vida,
suelen tener problemas para adquirirlos posteriormente. (Curtiss, 1977, Newport,
1990).
 Aprender una segunda lengua: Durante los primeros 10 años de vida se hace mas
fácil pronunciar y dominar los tiempos verbales de un segundo idioma.
 Sin embargo se desconoce si hay periodos críticos en todos los dominios del
conocimiento.
 Previsible: utiliza las experiencias que puede encontrar en cualquier entorno para
potenciar su capacidad. (son capacidades que los seres humanos tenemos desde
hace milenios, ej. percepción visual, lenguaje).
 Dependiente de la experiencia: son capacidades exclusivas de culturas
determinadas y que aparecen solo cuando las condiciones ambientales las
promueven.
 Según la teoría innatista los seres humanos venimos predispuestos a adquirir
ciertas destrezas. Ej., lenguaje no nacemos sabiendo un lenguaje, sin embargo
estamos predispuestos a adquirir el lenguaje que escuchamos.
 Por otro lado teóricos como Flavell y Miller sostienen que los seres humanos
disponen de un conocimiento básico sobre el mundo físico. Este tipo de
conocimiento tendría ventajas evolutivas y proporcionaría a los seres humanos en
una posición ventajosa para aprender cosas de su entorno.
 Es algo que todavía necesita mucho estudio, pero hay unos puntos que parecen
irrefutable:
 Resulta inevitable, e incluso deseable, la perdida de cierto numero de sinapsis.
 Muchos entornos facilitan el desarrollo neurológico normal.
 Los primeros años de vida son importantes para el aprendizaje, pero es un proceso a
largo plazo.
 No existe cosas como la enseñanza para el cerebro izquierdo o derecho.
 Aquellos aspectos evolutivos que se caracterizan por la existencia de periodos críticos
siempre permanece al menos una rendija abierta para nuevos aprendizaje.
 La investigación sobre el cerebro puede ayudar a perfeccionar las teorías sobre el
aprendizaje y el conocimiento, y permite que los psicólogos obtengan una mejor
perspectiva del tipo de métodos educativos y de intervenciones terapéuticas que
tendrán una mayor eficacia en el aprendizaje y en la conducta.
 Ormrod, Jeanne (2011). Aprendizaje humano, 4ta edición. Pearson Educación , S.A.,
Madrid.