NEUROCIENCIAS

NEUROCIENCIAS
Definición, Objetivos y
Alcances. Dentro de las Ciencias
Biomédicas,
el
término
Neurociencias es relativamente
reciente.
Su
empleo
actual
corresponde a la necesidad de
integrar las contribuciones de las
diversas áreas de la investigación
científica y de las ciencias clínicas
para
la
comprensión
del
funcionamiento del sistema nervioso
(Rocha-Miranda,
2001).
Las
Neurociencias cobijan un área del
conocimiento que se encarga del
estudio del Sistema Nervioso desde el funcionamiento neuronal hasta el comportamiento.
Obviamente, la comprensión del funcionamiento del cerebro normal favorece el conocimiento y
la comprensión de anormalidades neurobiológicas que causan desórdenes mentales y
neurológicos. El propósito principal de las Neurociencias es entender cómo el encéfalo produce
la marcada individualidad de la acción humana. Es aportar explicaciones de la conducta en
términos de actividades del encéfalo, explicar cómo actúan millones de células nerviosas
individuales en el encéfalo para producir la conducta y cómo, a su vez, estas células están influidas
por el medio ambiente, incluyendo la conducta de otros individuos (Kandell, Schwartz & Jessell,
1997).
Los actuales estudiosos del cerebro, saben que para comprenderlo hay que derrumbar las
barreras de las disciplinas tradicionales para mencionar apenas algunas de las áreas que han sido
creadas, en gran parte para caracterizar los métodos de estudio. Esta tendencia queda muy
evidente en las obras científicas recientes las cuales tratan de las funciones más complejas de este
órgano, como las emociones y la consciencia, apoyándose en los principales conceptos
provenientes de las diversas disciplinas (Rocha-Miranda, 2001).
Algunas de las esperanzas alimentadas por este avance del conocimiento tienen que ver
con el que aumente nuestra comprensión de las funciones normales así como también de las
disfunciones psicológicas y consecuentemente, surjan métodos más eficaces de tratamiento de las
enfermedades mentales que en conjunto eleven la calidad de vida del ser humano.
En principio, se puede afirmar que el desarrollo de las Neurociencias se deriva del
abordaje multidisciplinario de los diversos fenómenos de interés, éstos incluyen desde los
científicos de áreas más básicas como el caso de los físicos con sus aportes al conocimiento de
los fundamentos de la excitabilidad celular o con sus aportes al desarrollo de redes neurales, hasta
los que abordan el conocimiento con aproximaciones clínicas y/o poblacionales que contribuyen
a dar una idea del ser humano integral.
No obstante, las Neurociencias dan cabida a prácticamente a todas las áreas del saber y
cada una ha hecho importantes aportes a diferentes áreas temáticas, de las cuales, cabe destacar
algunas como: desarrollo, envejecimiento y muerte neuronal; plasticidad celular y molecular;
percepción, psicofísica y movimiento; funciones mentales superiores (memoria y aprendizaje,
cognición, emociones, lenguaje, estados de conciencia); bases biológicas de las psicopatologías;
psicofarmacología; abordaje etoexperimental e implementación de modelos en Neurociencias.
Cada tema aquí mencionado podría subdividirse en sus respectivos componentes de abordaje
biofísico, neuroquímico, de genética y biología molecular, fisiológica, farmacológica, clínica y
hasta poblacional. Consecuentemente, las ciencias básicas día a día profundizan más en la
comprensión de los mecanismos que dan cuenta de cada tópico y, de esta forma, pasan por el
estudio de las bases moleculares indispensables para que ocurran y se modulen dichos eventos
hasta por la elaboración de modelos de redes neurales y de simulación predictiva de los mismos
basados en las interrelaciones de cada elemento estudiado.
La genética hoy con el estudio del genoma humano y con los modelos de animales
transgénicos o las mutaciones dirigidas viene describiendo las capacidades innatas del
comportamiento y la posibilidad de manipularlas. La neurobiología del desarrollo ha hecho
aportes significativos a las definiciones de los períodos críticos de desarrollo neuronal durante los
cuales existe una alta vulnerabilidad del sistema nervioso con repercusiones duraderas o
permanentes en el comportamiento. Los estudios de plasticidad neuronal y molecular han descrito
mecanismos básicos responsables por los cambios adaptativos en diferentes fases del desarrollo
ontogenético mejorando la comprensión de muchas de las preguntas relacionadas sobre los
cambios comportamentales adaptativos resultados de la experiencia del individuo haciendo
énfasis en los mecanismos sinápticos.
La psicofísica y los estudios de percepción han contribuido significativamente en la
comprensión de las relaciones de categorías físicas medibles que inciden sobre los órganos
sensoriales y la estimación cuantitativa de la percepción de dichas categorías. Quizás de los
mayores avances se vienen dando con la comprensión de las funciones neurales superiores
ayudados por el avance de la electrofisiología, la imagenología y el mejoramiento de los estudios
de lesiones cerebrales en humanos y la manipulación controlada de distintos elementos del
sistema nervioso en modelos animales.
Sin ninguna duda, una de las necesidades y puntos de mayor desarrollo de las
Neurociencias ha estado en torno a la búsqueda y validación de diferentes tipos de modelos tanto
animal como de simulación, que representen las características esenciales de los procesos que
pretenden ser estudiados. En este aspecto, la psicofarmacología ha contribuido de manera
significativa con su aporte a la validación o evaluación de muchos modelos de enfermedades
mentales. Adicionalmente, la psicofarmacología ha hecho contribuciones esenciales a la
clasificación y caracterización de receptores de membrana para los diferentes sistemas de
neurotrasmisores con sus consecuentes aportes utilizando substancias que remedan o antagonizan
los efectos funcionales repercutiendo en mejores opciones de tratamiento de los trastornos
mentales. Es absolutamente imposible describir con justicia utilizando pocas palabras, los
significativos avances en cada área de las Neurociencias pero si resulta necesario destacar que
éstos sólo son posibles en la medida que el abordaje viene siendo hecho de manera
multidisciplinaria.
Bases Epistemológicas: En la antigüedad, el cerebro aún no había sido estudiado y no se
reconocía a éste órgano como el genitor de la conducta humana (Kandell et al., 1997). Una de las
más antiguas e importantes teorías referente a este tema, consideraba que la mente residía en los
espacios ventriculares del cerebro, doctrina ventricular iniciada en el siglo 4 d.C., cuando la
Iglesia Católica incorporó las enseñanzas anatómicas del romano Galeno (130-200 d.C.). Las
funciones cerebrales fueron atribuidas a los ventrículos cerebrales y en todas las versiones de esta
doctrina se consideró un esquema básico de distribución de las funciones mentales en tres etapas
sucesivas correspondientes a las tres “células” ventriculares (anterior, mediana y posterior). La
primera era la colecta de impresiones del ambiente (las sensaciones); la segunda, el procesamiento
de
las
impresiones
en
imaginación o pensamiento; y la
tercera, su almacenamiento en la
memoria. Galeno afirmó que el
cerebro es el órgano de la mente
lo cual promovió, cientos de años
después, la realización de
experimentos con el fin de
investigar con precisión las
funciones del cerebro. Favoreció
la mirada hacia el sistema
nervioso como el regulador de la
conducta y ejerció una profunda
influencia en la medicina practicada en el Imperio Bizantino, que se extendió con posterioridad a
Oriente Medio, para acabar llegando a la Europa medieval, que persistió hasta entrado el siglo
XVII. De esta manera, en el siglo XVIII, antes de que se inventara el microscópico, se creía que
el tejido nervioso tenía una función glandular (Herculano-Houzel, 2004).
El siglo XIX fue marcado por grandes cambios en la apreciación de la existencia humana.
Emergía una sociedad civil que necesitaba de construirse independientemente de los dogmas y
poder religioso. Nacía la Biología, identificando funciones y localizándolas en estructuras
anatómicas definidas. Terminaba la creencia de que había un reino humano a parte, en una
revolución de ideas cuyo principal promotor era Charles Darwin (1809-1882). Con la publicación
de la obra “Sobre el origen de las especies”, Darwin, describió su teoría de la evolución, teoría
que por excelencia ha ejercido más influencia en las ciencias biológicas. Las investigaciones de
Darwin sobre la evolución fueron el punto de partida de la observación sistémica de los actos y
de la conducta. Esta nueva aportación dio lugar a la psicología experimental, el estudio de la
conducta animal y humana en condiciones controlada; y a la etología, el estudio de la conducta
animal en condiciones de naturales (Kandel et al., 1997; Herculano-Houzel, 2004).
De esta manera, a finales del siglo XIX se fortalecieron los intentos de relacionar los
conceptos biológicos con los psicológicos en el estudio de la conducta cuando el médico y
neuroanatomista Franz Gall propuso que el encéfalo es un órgano de la mente y que el córtex
cerebral no es homogéneo sino que contiene centros particulares que controlan funciones
mentales específicas. Gall, por lo tanto, fue el primero que propuso la teoría de la localización
(Simpson, 2005). No obstante, como no era un científico experimental, identificó erróneamente
la función de la mayoría de las partes del córtex, al basarse en su creencia de que la localización
de una facultad mental determinada podía averiguarse examinando la superficie del cráneo de los
sujetos con dicha función bien desarrollada (craneoscopia). Gall fue rechazado por la academia,
pero aún, sus ideas tuvieron gran impacto sobre las generaciones siguientes. Junto con sus
seguidores fundó la Frenología, un intento de correlacionar la personalidad con las características
del cráneo. Movidos por la pretensión de probar que Gall no tenía razón, otros científicos
comenzaron a provocar lesiones cerebrales en animales de laboratorio y observar sus
consecuencias - que finalmente dependían de la localización de las lesiones. Nacía el espíritu de
la Neurociencia Experimental que hoy se conoce (Herculano-Houzef, 2004).
En este contexto, Pierre Florens intentó determinar la contribución relativa de diferentes
partes del sistema nervioso a la conducta, extirpando en el encéfalo de animales experimentales
los centros funcionales identificados por Gall. De estos experimentos, Florens concluyó que
conductas específicas no dependen exclusivamente de regiones específicas del encéfalo, sino que
todas las regiones del encéfalo, participan en cada función mental (teoría del campo agregado).
Esta teoría prevaleció hasta que fue seriamente cuestionada por J.Hughlings Jackson quien
demostró que diferentes procesos sensoriales y motores se localizan en diferentes partes del córtex
cerebral.
En principios del siglo XX, estos estudios fueron elaborados sistemáticamente por el
neurólogo alemán, Kart Ernick, Charles Sherrington y Ramón y Cajal en un enfoque opuesto de
la función cerebral, denominado conexionismo celular. Según esta hipótesis, las neuronas
individuales son unidades de señalización del encéfalo; se organizan por lo general en grupos
funcionales y se conectan una con la otra de modo preciso. Ramón y Cajal, fue el primero a
comprender que el denominador común de todos los cerebros es la presencia de neuronas y que
todos los cerebros son sociedades celulares, la meta común de la cual está orquestar la
interconexión del comportamiento del organismo con el ambiente externo. Adicionalmente,
consideraba que la función cerebral podría ser comprendida en el contexto del nicho evolutivo y
ecológico en el cual había desarrollado y sobrevivido (Llinás, 2005).
En la década pasada, Kandel (1998), en el intento de proponer una base epistemológica
capaz de soportar la teoría y práctica psiquiátrica y
psicológica, propuso que todos los procesos mentales, incluso
los procesos psicológicos más complejos derivan de
operaciones cerebrales. El principio central de esta visión
consiste en que lo que llamamos mente se trata de un conjunto
de funciones llevadas a cabo por cerebro. Afirma que la
acción del cerebro subyace no solo los comportamientos
relativamente simple, más a todas las acciones cognitivas
complejas. Adicionalmente, Kandel enunció en su marco
teórico que las combinaciones de genes y sus productos
proteicos son determinantes del patrón de interconexiones
entre las neuronas del cerebro y de los detalles de su
funcionamiento, por lo cual ejercen un significativo control
sobre el comportamiento.
A partir de lo previamente mencionado, Kandel postula que así como las combinaciones
de genes contribuyen a determinar el comportamiento, incluyendo el social, también la conducta
y los factores sociales pueden ejercer acciones en el cerebro mediante una retroalimentación que
modifica la expresión de los genes, es decir, su función transcripcional. De esto se podría inferir
que el aprendizaje, considerado en su sentido más amplio como cambios relativamente
permanentes de la conducta debidos a la experiencia, incluyendo el aprendizaje que da lugar a
disfunciones, como en el caso de algunos trastornos psicológicos, produce alteraciones en la
expresión de genes. De esta manera, dichas alteraciones dan lugar a cambios en los patrones de
conexiones neuronales, los cuales según Kandel, no sólo contribuyen a las bases biológicas de la
individualidad, sino también son presumiblemente responsables de la iniciación y mantenimiento
de anormalidades de la conducta inducidas a través de contingencias sociales.
Combinando los estudios de localización cerebral con las observaciones de la conducta
cada vez más sofisticadas, ha sido posible aprender mucho a cerca de la localización de las
funciones mentales en el encéfalo. Hoy en día, la aplicación de las técnicas de neuroimagen está
aportando considerable información con respecto a las regiones del encéfalo implicadas en
conductas complejas específicas y como estas pueden descomponerse en operaciones mentales
más simples, que tienen lugar en regiones encefálicas específicas que están interconectadas. Tales
resultados han provocado un nuevo entusiasmo en la neurociencia actual basado en la convicción
de que tenemos los conceptos idóneos y los instrumentos metodológicos para explorar el órgano
de la mente.
Bases Empíricas: Considerando que las Neurociencias integran las contribuciones de las
diversas áreas de la investigación científica y de las ciencias clínicas para la comprensión del
funcionamiento del sistema nervioso, cada neurocientífico se dedica aportar a la comprensión de
diferentes aspectos de la conducta humana desde de diferentes abordajes. En particular, la
principal meta del área de Neurociencias de la Universidad Pontificia Bolivariana es estudiar la
memoria y la emoción, así como la búsqueda y validación de algunos modelos animales que
representen las características esenciales necesarias para comprender los procesos biológicos
subyacentes a la estrecha relación entre estos dos procesos. De manera general, los conceptos y
planteamientos desarrollados a continuación, son los que fundamentan la línea principal del área,
los cuales asociados a toda la conceptualización sobre los procesos neurobiológicos subyacentes
a los trastornos de ansiedad y de depresión, así como a algunos procesos cognitivos, son la fuente
principal de interés como aporte al conocimiento científico.
La investigación de carácter
científico sobre la memoria es muy
reciente; aproximadamente cien años
dan indicio de sus inicios (Baddeley,
1999). Sin embargo, desde la perspectiva
filosófica se ha cuestionado e
hipotetizado
sobre
ésta
hace
aproximadamente dos mil años. Es a
partir de estos cuestionamientos que se
plantean desafíos conceptuales sobre la
memoria, para posibilitar la obtención de
una explicación argumentativa, discursiva e instrumental que a su vez conlleve a la generación de
nuevos planteamientos.
La memoria ha sido definida por McGaugh & Gold (1988) como la habilidad de aprender
y recordar informaciones basadas en experiencias esenciales para la sobrevivencia; un estado
estable de un sistema complejo con muchos componentes que se integran entre sí en consecuencia
de un estímulo o un conjunto de estímulos (Izquierdo, 1992). De una manera más amplia, Tomaz
(1993) conceptualiza la memoria como un proceso complejo de adquisición, almacenamiento y
recuperación de la información la cual es recibida o captada mediante los sentidos y que a su vez
facilita la interacción entre los seres vivos, permitiéndoles la ubicación temporal en el pasado y
futuro, un proceso vital para la supervivencia del individuo, así como de la especie. Dentro de
esta perspectiva, la memoria ha sido estudiada a través de modelos animales y humanos. En
animales se expresa mediante la modificación del comportamiento, caracterizada por cambios
fisiológicos y conductuales que se traducen en respuestas viscerales y motoras simples; en
humanos, puede ser medida, adicionalmente, por el reconocimiento de personas, palabras, lugares
o situaciones (Rosat, 1991).
Existen diferentes maneras de categorizar y clasificar la memoria de acuerdo al tipo de
información procesada (Baddeley, 1999). Una de las categorizaciones se refiere a los sistemas de
memoria, los cuales corresponden al tiempo transcurrido entre la adquisición y la evocación de la
información (Izquierdo, Medina, Vianna & Barros, 1999; Rosatt, Cháves, Ribeiro & Izquierdo,
1990). Se han identificado por lo menos dos sistemas de memoria, entre ellos el sistema de
memoria a corto y a largo plazo. El sistema de memoria a corto plazo según se caracteriza por ser
lábil, icónico y de limitada capacidad de duración; en este sistema se almacenan pequeñas
cantidades de información por un período de tiempo limitado (Tomaz, 1993). Sin embargo, si la
información adquirida en dicho sistema es significativa y posteriormente útil para el individuo,
puede pasar al sistema de memoria a largo plazo (Baddeley & Warrington, 1970). A su vez, este
último se caracteriza por ser más estable y de larga duración donde la información es almacenada
en grandes cantidades por un período de tiempo indefinido y cuyo contenido puede ser evocado
mediante estímulos relacionados (Tomaz & Costa, 2001).
En los sistemas de memoria, la información evoluciona y se desenvuelve de diversas
formas, y en diversos niveles de clasificación. La memoria a largo plazo se ha clasificado en dos
tipos: la memoria declarativa o explícita y la memoria no declarativa o implícita. La memoria
declarativa o explícita (Squire, Shimamura & Amaral, 1989; Tomaz & Costa, 2001) hace alusión
a la información que el individuo puede referir de manera verbal, es definida como “aquellas
memorias explícitamente disponibles para la evocación consciente de hechos, acontecimientos o
estímulos específicos”; es la memoria de acontecimientos sobre los cuales se puede pensar y
hablar. Estudios experimentales con humanos, han demostrado que la memoria declarativa es más
flexible que la no declarativa, es decir es accesible a múltiples sistemas de respuesta (Reber,
knowlton & Squire, 1996). A diferencia de la anterior, en la memoria no declarativa, la
información es más encapsulada y pierde acceso a sistemas no relacionados con aprendizajes
iniciales (Squire & Zola-Morgan, 1996); comprende aprendizajes de carácter perceptual, de
estímulos-respuesta y de carácter motor, los cuales no son necesariamente conscientes y parecen
operar de manera automática. Científicos como Milner (1985), se refiere a esta clasificación como
memoria implícita.
La memoria declarativa comprende dos subtipos de memoria: memoria semántica y
memoria episódica. La memoria semántica (Ardila, 1992; Tomaz & Costa, 2001), incluye
información verbal independiente de su fuente de origen o situación durante la cual se adquirió,
es decir, información fuera de contexto, como conocimientos aritméticos, significado de palabras,
conceptos y personajes históricos; contiene información general y se mueve por significados. Por
lo tanto, Tulving (1972), define la memoria semántica como aquella necesaria para el uso del
lenguaje, el conocimiento organizado sobre las palabras y otros símbolos verbales, sus
significados y referencias sobre ellos, y sobre las reglas, fórmulas y algoritmos para el manejo de
símbolos, conceptos y relaciones. Este mismo autor conceptualiza la memoria episódica, como el
“almacenamiento de eventos donde se utiliza un código espacial y temporal que incluye
conocimiento de eventos o situaciones”. En este subtipo de memoria declarativa se encuentran
las experiencias que el sujeto tiene como acontecimientos concretos del mundo y a través de ella
se adquieren, almacenan y recuperan determinados hechos, impresiones y otros aspectos del
pasado. En general, esta memoria corresponde a datos autobiográficos. En este subtipo de
memoria se almacena la información por episodios y situaciones fijas temporalmente, y las
relaciones temporo-espaciales entre tales situaciones (Tulving, 1972).
Una de las características de la memoria humana, que es pertinente enunciar y que la hace
diferente de las memorias de los ordenadores, es que los seres humanos olvidan. A menudo el
olvido es considerado como una molestia, sin embargo, este se constituye en una herramienta
muy útil para el sistema de memoria humano. El proceso de olvido según Baddeley (1999), es
“aquel por el cual las características importantes son filtradas y conservadas, mientras que el
detalle no pertinente o predecible es destruido o almacenado de tal modo que no es fácilmente
evocado”. Al respecto Lloyd y Lishman (1975), plantean que la capacidad de olvidar o recordar,
está mediada por procesos de tipo emocional, afectivo y cognitivo, los cuales son de gran utilidad
al momento de observar el incremento o decremento de los recuerdos en situaciones particulares
y cómo son recordados fácilmente o por el contrario son olvidados sin aparente explicación. Con
base en lo anterior, pueden surgir varios interrogantes: ¿cómo la información obtenida en
situaciones determinadas logra consolidarse y expresarse en forma de recuerdo posterior al suceso
o, por el contrario cómo es olvidada parcial o totalmente?
Planteamientos como estos muestran la importancia de otros procesos psicológicos, en
especial, las emociones como facilitadores o inhibidores de los procesos de memoria.
Últimamente, la emoción, se ha convertido en un tema de interés del estudio científico,
especialmente cuando se ha encontrado que intervienen en su desarrollo factores de tipo
fisiológico, además de los procesos cognitivos de interpretación y comprensión de las situaciones
desencadenantes cognitivo y ambiental (Santiago, Tornay & Gómez, 1999). Lang (1995), define
la emoción como el conjunto de sentimientos positivos o negativos producidos por situaciones
específicas, que involucran la integración de componentes fisiológicos, comportamentales y
cognitivos. Además, Barón y Robert (1996), plantea que estos componentes afectan la forma de
actuar, pensar, recordar y sentir, convirtiéndose en uno de los aspectos esenciales que da sentido
a lo que se es y a la existencia.
En cuanto a la interacción entre procesamiento de la información y emoción, autores
como Frank y Tomaz (2003), reportan que un cuerpo de evidencias originadas de estudios con
animales y humanos demuestra que la activación emocional influencia la retención mnemónica a
largo plazo y desde el punto de vista del comportamiento, el mecanismo subyacente a este
fenómeno es un estado de activación fisiológica y cognitiva causada por los estímulos. Izard
(1993), expone que para que se dé este procesamiento existen 4 niveles; celular, orgánico,
biopsicológico y cognitivo, donde cada uno representa un nivel de complejidad que inicia desde
los procesos más sencillos de la biología hasta alcanzar la construcción de procesos mediados por
la experiencia y el aprendizaje que facilitan la categorización, discriminación y comparación en
la activación y regulación de la emoción. Las propiedades de categorizar, discriminar y comparar
son procesos de la interrelación entre la emoción y la cognición, fundamentales para la retención,
recuperación y el olvido de la información.
LeDoux (1993), sostiene que las emociones son respuestas conductuales, autonómicas y
hormonales organizadas, que implican la vinculación de los procesos cognoscitivos para lograr
una adecuada interpretación de los estímulos y situaciones ambientales, a fin de responder de
manera adaptativa frente a estas situaciones, aun cuando suponen una amenaza para el organismo.
Considerando este planteamiento, resulta pertinente abordar la vinculación y relación de la
amígdala con la emoción. Respecto a esto, LeDoux (1993), sostiene que la amígdala desempeña
un rol importante en las reacciones fisiológicas y conductuales, fundamentalmente ante aquellas
situaciones que se asocian al dolor y a consecuencias aversivas y desagradables. La amígdala o
complejo amigdaloide se constituye en una estructura cerebral que está localizada en los lóbulos
temporales y se encuentra conformada por varios grupos de núcleos –núcleo medial, central,
lateral o basolateral y basal-, de los cuales se expondrán el central y basolateral, teniendo en cuenta
que el núcleo central está significativamente involucrado en el desarrollo de conductas y
respuestas emocionales condicionadas, provocadas ante la presentación de estímulos aversivos,
mientras que el basolateral se reporta (Buchanan, Denburg, Tranel & Adolphs, 2001; Cahill &
McGaugh, 1998) como el núcleo amigdalino más importante para el almacenamiento de la
memoria emocional, teniendo en cuenta su relevante participación en la consolidación de la
memoria declarativa a largo plazo vinculada con eventos altamente emocionales.
En algunos estudios de neuroimagen funcional (Cahill & McGaugh 1996; 1998; Cahill &
Stegeren, 2002; Hamann et al., 1999), donde se han señalado la participación de la amígdala para
el almacenamiento de material emocional en humanos, se han demostrado también, la presencia
de una asimetría funcional relacionada con el género, indicando una mayor activación de la
amígdala derecha en hombres e izquierda en mujeres durante la presentación de imágenes con
contenido emocional. Adicionalmente, estos autores sugirieron la existencia de una
especialización hemisférica en el procesamiento de aspectos globales versus aspectos específicos,
determinando la participación del hemisferio derecho en el procesamiento de elementos holísticos
y el izquierdo para eventos detallados, tanto en sujetos saludables como con lesión cerebral.
Complementariamente, Adolphs, Cahill y Schul (1999), confirmaron la existencia de asimetría
funcional en el complejo amigdalino, cuando al estudiar pacientes con compromiso de la amígdala
izquierda, evidenciaron que éstos presentaban dificultad para recobrar palabras con contenido
emocional, a diferencia de los pacientes con lesión del lado derecho, quienes no presentaron
ninguna dificultad. Glosser et al. (1998) y Pillon et al. (1999), citados por Adolphs et al. (1999),
demostraron también la dificultad de pacientes con compromiso cerebral derecho para recordar
elementos no verbales con contenido emocional.
De acuerdo con LeDoux (1993), el sistema de memoria emocional constituye una
categoría especial de la memoria, involucrada en el aprendizaje y almacenamiento implícito o
inconsciente de información correspondiente al significado emocional de los eventos. En
contraste con este supuesto, Cahill y McGaugh (1995), sustentan que la memoria emocional
corresponde a un sistema de memoria explícito, teniendo en cuenta las evidencias existentes en
relación a la influencia de la emocionalidad sobre el recuerdo consciente de la información y
contemplando además, el tipo de material empleado, el intervalo de retención utilizado y la
experiencia emocional presenciada.
Con el objetivo de analizar la modulación de la memoria por medio de la emoción, se han
implementado diferentes herramientas con las cuales dichos sistemas emocionales han sido
investigados en humanos, y cuyo reporte desde la literatura se referencia como el uso de fotos
alertadoras y neutras (Taylor et al., 1998), expresiones faciales emocionales (Adolphs et al., 1999;
Morris, Ohman & Dolan, 1998), películas cortas con contenidos emocionales opuestos (Lane,
Reiman, Ahern, Schwartz & Davidson, 1998) e historias neutras e impactantes (Botelho et al.,
2004; Cahill & McGaugh, 1995; Frank & Tomaz, 2002; Heuer & Reisberg, 1990). Dentro de esta
perspectiva, algunas investigaciones recientes (Botelho et al., 2004; Cahill & McGaugh, 1995;
Frank & Tomaz, 2000; Heuer & Reisberg, 1990) han demostrado que eventos y contenidos con
características emocionales perduran en la memoria por mucho más tiempo que otros menos
llamativos, proporcionando una menor posibilidad de olvido que según Baddeley (1999),
corresponde a uno de los mecanismos evidenciados dentro del sistema humano de memoria, por
el cual las características llamativas de orden cognoscitivo, emocional y afectivo, son filtradas y
conservadas, mientras que las no pertinentes son destruidas o almacenadas haciendo más difícil
su recuerdo. En consecuencia, las características de orden emocional y afectivo, especialmente la
intensidad del estímulo, juegan un papel relevante a la hora de observar el incremento y
decremento de recuerdos relacionados con situaciones particulares. Fundamentalmente, dicho
incremento ha sido evidenciado a partir de los estudios realizados en la línea de memoria
emocional, con los cuales se ha demostrado el efecto de potenciación que en algunas ocasiones
ejerce el alertamiento emocional sobre la memoria declarativa, al aumentar la evocación de
recuerdos en historias asociadas con contenido alertante emocionalmente (Botelho et al., 2004;
Cahill & McGaugh, 1995; Frank & Tomaz, 2000; Heuer & Reisberg, 1990).
De hecho, se ha reportado en la literatura que el alertamiento emocional potencia la
memoria tanto de sujetos saludables como la de sujetos con daño cerebral (Adolphs et al., 1997),
a excepción de aquellos sujetos con compromiso bilateral de la amígdala en quienes no se reporta
una diferencia significativa para el recobro y evocación de las láminas con contenido emocional
de las de contenido neutro (Adolphs et al., 1997; Hamann et al., 1997). A favor de este
planteamiento, estudios con tomografía por emisión de positrones (PET), entre éstos el de Cahill
y McGaugh en 1996, han encontrado que durante el recobro de estímulos emocionales se muestra
una marcada activación de la amígdala. Interesantemente y en particular dentro de esta
investigación, no se reportó activación de esta misma estructura, cuando se asignaba el valor
emocional a partir de la reacción emocional generada por la historia presenciada, proponiendo
con este resultado que la amígala es una estructura cerebral que se encuentra involucrada de
manera importante en el procesamiento de la memoria asociada a eventos emocionales, pero no
de la experiencia emocional subjetiva per se (Adolphs et al., 1997).
Por otro lado, se ha encontrado también que experiencias emocionalmente intensas
consideradas como traumáticas pueden ocasionar amnesia psicógena (Baddeley, 1999;
Markowitsch et al., 1998) o efectos adversos sobre la memoria (Brewin, 2001; Geuze, Vermetten,
de Kloet & Westenberg, 2008; Gilbertson, Gurvitz, Lasko, Orr & Pitman, 2001; Emdad &
Söndergaard, H.P., 2006; Megías, Ryan, Vaquero & Frese, 2007; Neylan et al., 2004). De esta
manera, el impacto del estrés sobre la memoria ha sido comprendido como altamente perturbador,
particularmente, en personas que sufren del Trastorno por Estrés Postraumático (TEPT), uno de
los trastornos de ansiedad donde la naturaleza anormal de memoria traumática es manifestada por
medio de síntomas de reexperiencia tales como pensamientos intrusitos, pesadillas y “flashbacks”
acompañados de elevada reactividad emocional y fisiológica (Horowitz, Wilner, Kaltreider &
Alvarez, 1980; Orr, Metzger & Pitman, 2002; Rabe, Dörfel, Zöllner, Maercker & Kart, 2006;
Veazey, Blanchard, Hickling & Buckley, 2004). Específicamente, estudios realizados con
prisioneros de campo de concentración han demostrado que algunas memorias centrales se
deterioran con el tiempo, mientras otras pueden ser fuertemente recordadas (Brewin, 2001;
Wagenaar & Groeneweg, 1990).
Los anteriores hallazgos suelen ser contradictorios ya que el enfrentamiento a un
fenómeno muy estresante en unas ocasiones puede producir un recuerdo muy persistente y exacto,
y en otras lo contrario, es decir, un deterioro del recuerdo total o parcial. Esta aparente
contradicción, según Christianson y Engelberg (1997), parece cumplir con una función de
supervivencia, la cual consiste por un lado en identificar y reconocer las situaciones amenazantes
y, por otro, al olvido y deterioro del recuerdo de las experiencias desagradables. Por otro lado, se
ha demostrado que el estrés intenso y prolongado altera la actividad hipocampal fundamental para
la consolidación de la memoria declarativa interfiriendo sobre los procesos de potenciación a
largo plazo (Aguado, 2002; Eichenbaum, 2000; Fortin, Wright & Eichenbaum, 2004; Squire,
1992; Zola, Squire, Teng, Stefanacci, Búfalo & Clark, 2000). Adicionalmente, tras la exposición
al estrés crónico, los altos niveles de hormonas corticoides, que generan las experiencias de estrés
prolongado, pueden producir deterioro estructural hipocampal (Bremner et al., 2008; Bremner,
Randall, Scott & Broker, 1995; Francati, Vermetten & Bremner, 2007; Bremner, Elzinga,
Schmahl & Vermetten, 2008). Según Bremner (2003), los pacientes con TEPT victimas de trauma
de combate, abuso físico y sexual y abuso sexual infantil, presentan un menor volumen
hipocampal. Así, la disminución en el volumen de esta estructura parece contribuir
considerablemente para la disfunción de memoria característica de este trastorno (Bremner et al.,
2008; Horner & Hammer, 2002). De acuerdo a estos planteamientos, los déficits de memoria
asociados al TEPT, podrían tener como origen los efectos negativos de la hiperactividad hormonal
y un posible deterioro previo de tipo morfofuncional en estructuras importantes para el
procesamiento de la memoria declarativa.
¿LA EDUCACION NECESITA REALMENTE DE LA NEUROCIENCIA?
Estado Actual de la Neurociencia
La Neurociencia no sólo no debe ser considerada como una disciplina, sino que es el
conjunto de ciencias cuyo sujeto de investigación es el sistema nervioso con particular interés en
cómo la actividad del cerebro se relaciona con la conducta y el aprendizaje. El propósito general
de la Neurociencia, declaran Kandel, Schwartz y Jessell (1997), es entender cómo el encéfalo
produce la marcada individualidad de la acción humana.
El término “Neurociencias”, afirma Beiras (1998), hace referencia a campos científicos y
áreas de conocimiento diversas, que, bajo distintas perspectivas de enfoque, abordan los niveles
de conocimiento vigentes sobre el sistema nervioso. Es, por tanto, una denominación amplia y
general, toda vez que su objeto es extraordinariamente complejo en su estructura, funciones e
interpretaciones científicas de ambas. Se hace Neurociencia, pues, desde perspectivas totalmente
básicas, como la propia de la Biología Molecular, y también desde los niveles propios de las
Ciencias Sociales. De ahí que este constructo involucre ciencias tales como: la neuroanatomía, la
fisiología, la biología molecular, la química, la neuroinmunología, la genética, las imágenes
neuronales, la neuropsicología, las ciencias computacionales. El funcionamiento del cerebro es
un fenómeno múltiple, que puede ser descrito a nivel molecular, celular, organizacional del
cerebro, psicológico y/o social. La Neurociencia representa la suma de esos enfoques.
Según Sylwester (1995), la neurociencia ha pasado a ser el mayor campo de investigación
durante los últimos 25 años. La Neurociencia, se lee en la página Web de Neuroscience, Mind y
Behavior, representa indiscutiblemente uno de los más vibrantes campos de investigación de la
ciencia en la actualidad.
Hay que tener en cuenta, sin embargo, que la Neurociencia se caracteriza por un cierto
tipo de reduccionismo. Así, por ejemplo, se lee en una página Web del Center for Neuroscience,
Mind y Behavior (2000) que su principal objetivo de investigación en Neurociencia es ofrecer
una comprensión mecanicista de la conducta de todo el organismo, un nivel de análisis más allá
de las moléculas, células o circuitos individuales. Es que, como sostienen Caine y Caine (1998),
los investigadores en Neurociencia trabajan a un nivel mecanicista y reduccionista. Pero también
abordan mecanismos, funciones o conductas cognoscitivas. Aquí figuran la sicología
cognoscitiva, la lingüística, la antropología física, la filosofía y la inteligencia artificial (Sylwester
1995).
Pero, habida cuenta de esta consideración, hay que reconocer, siguiendo a Geake (2002),
que si el aprendizaje es el concepto principal de la educación, entonces algunos de los
descubrimientos de la Neurociencia pueden ayudarnos a entender mejor los procesos de
aprendizaje de nuestros alumnos y, en consecuencia, a enseñarles de manera más apropiada,
efectiva y agradable. En ese sentido se entiende la afirmación de Wolfe (2001) de que el
descubrimiento más novedoso en educación es la Neurociencia o la investigación del cerebro, un
campo que hasta hace poco era extraño a los educadores.
Los avances en Neurociencia han confirmado posiciones teóricas adelantadas por la
psicología del desarrollo por años, tales como la importancia de la experiencia temprana en el
desarrollo. Lo nuevo es la convergencia de evidencias de diferentes campos científicos. Detalles
acerca del aprendizaje y el desarrollo han convergido para formar un cuadro más completo de
cómo ocurre el desarrollo intelectual.
La clarificación de algunos de los mecanismos del aprendizaje por la Neurociencia ha
sido mejorada por la llegada de tecnologías de imágenes no invasivas. Entre estas habría que
mencionar: el escaneo de CAT, el Magnetic Resonance Imaging (MRI) y los Espectrómetros. El
Electroencefalograma (EEG); la MEG (Magnetoencefalografía); el SQUID (instrumento de
interferencia cuántica superconductora) y el BEAM (Mapeo de la Actividad Eléctrica Cerebral).
Y la Tomografía por emisión de positrones (PET).
Estas tecnologías han permitido a los investigadores observar directamente los procesos
del aprendizaje humano, por lo menos desde un punto de vista mecanicista.
Algunos descubrimientos fundamentales de la Neurociencia, que están expandiendo el
conocimiento de los mecanismos del aprendizaje humano, son:
A. El aprendizaje cambia la estructura física del cerebro.
B. Esos cambios estructurales alteran la organización funcional del cerebro; en otras
palabras, el aprendizaje organiza y reorganiza el cerebro.
C. Diferentes partes del cerebro pueden estar listas para aprender en tiempos diferentes.
D. El cerebro es un órgano dinámico, moldeado en gran parte por la experiencia. La
organización funcional del cerebro depende de la experiencia y se beneficia
positivamente de ella (Bransford, Brown y Cocking 2000). Sylwester (1995) precisa más
esto al sostener que el cerebro es moldeado por los genes, el desarrollo y la experiencia,
pero él moldea sus experiencias y la cultura donde vive.
E. El desarrollo no es simplemente un proceso de desenvolvimiento impulsado
biológicamente, sino que es también un proceso activo que obtiene información esencial
de la experiencia.
En resumen, la Neurociencia está comenzando a dar algunas iluminaciones (insights), si
no respuestas finales, a preguntas de gran interés para los educadores.
Sierra y Sierra (2000), empero, a propósito de los significativos avances en el campo de
la neurofisiología del aprendizaje y de la memoria, advierten que todos esos datos, que nos
aproximan a la comprensión del “lenguaje máquina” del cerebro, son muy difíciles de relacionar
con las sofisticadas características del aprendizaje humano.
Jensen (2000a) aporta toda una lista muy esquemática pero clara de descubrimientos
recientes en Neurociencia que se pueden aplicar en clase y de temas que tienen importantes
implicaciones para el aprendizaje, la memoria, las escuelas y el desarrollo del cuerpo docente
directivo de los establecimientos escolares:





El cerebro que crece: el cerebro humano puede hacer crecer nuevas células.
El cerebro social: las interacciones y el estado social impactan los niveles de hormonas.
El cerebro hormonal: las hormonas pueden y de hecho impactan el conocimiento.
El cerebro que se mueve: el movimiento influye en el aprendizaje.
El cerebro plástico: dado un mejor enriquecimiento del cerebro para realambrarse, éste
cambia.
 El cerebro espacial: cómo trabajan el espacio, el aprendizaje relacional y la recordación
espacial.
 El cerebro atencional: cómo el córtex prefrontal dirige realmente la atención y déficits
atencionales.
 El cerebro emocional: cómo las amenazas y las hormonas afectan la memoria, las células
y genes.
 El cerebro adaptativo: cómo la aflicción, el cortisol y los estados alostáticos impactan en
el aprendizaje.
 El cerebro paciente: el rol del tiempo en el proceso de aprendizaje.
 El cerebro computacional: el rol de la retroalimentación en la formación de las redes
neurales.
 El cerebro artificioso: cómo las artes y la música afectan al cerebro y la conducta.
 El cerebro conectado: cómo nuestro cerebro es cuerpo y el cuerpo es cerebro; cómo trozos
de información cerebral circulan a través de nuestro cuerpo.
 El cerebro en desarrollo: cómo optimizar el valor de los tres primeros años sabiendo qué
hacer y cuándo hacerlo.
 El cerebro hambriento: el rol de la nutrición en el aprendizaje y la memoria; cuáles son
los mejores alimentos, ¿qué comer?
 El cerebro memorable: cómo nuestras memorias son codificadas y recuperadas.
 El cerebro químico: qué hacen determinados químicos y cómo activar los correctos.
Sylwester (1995), al hablar de los modelos del cerebro que están más en boga, trae a
colación el pensamiento de Edelman al respecto. Si bien, dice Sylwester, el modelo más
prevalente y atrayente del cerebro que existe es el computador, según Edelman; empero, el
computador no es el modelo apropiado de cerebro, porque es desarrollado, programado y funciona
con una fuerza externa. Las razones que arguye para rechazar este modelo son que muchas
memorias se almacenan en los mismos sitios donde se realizan las operaciones actuales. Además,
el poderoso rol de las emociones y la preponderancia del procesamiento en paralelo de nuestro
cerebro le sugirieron a Edelman que el modelo útil para nuestro cerebro debe provenir de la
biología y no de la tecnología. Ateniéndose a este enfoque, en consecuencia, declara que la
dinámica electroquímica del cerebro se parece a la ecología de un ambiente selvático. Este no
instruye a los organismos sobre cómo deben actuar. La evolución actúa por selección, no por
instrucción.
La Teoría del Aprendizaje basado en el Cerebro o Compatible con el Cerebro: Orígenes,
Filosofía, Características
Según Sprenger (1999), hace más de 25 años que los educadores han estado buscando
una teoría que pueda traducirse en una aplicación práctica en la sala de clases. La primera teoría
de la investigación del cerebro fue la del cerebro derecho/cerebro izquierdo, la que para los
educadores fue por largo tiempo equivalente a todo lo que se sabía sobre el cerebro (Dickinson
2000-2002). Sin embargo, hace ya 17 años, Hart (1986) sostenía que hasta ese entonces la
educación nunca había tenido una teoría adecuada del aprendizaje. Según ella, tal teoría debería
referirse al cerebro, y sólo en esos últimos años se había llegado a una comprensión holística
necesaria del cerebro para establecer tal teoría. En base, pues, a esos conocimientos, planteó ella
la teoría del aprendizaje compatible con el cerebro.
¿Qué significa el término “compatible con el cerebro”? El término “compatible con el
cerebro” fue usado por primera vez por Hart (1983) en su libro Human Brain, Human Learning,
y se basó en su observación de que, dado lo que se sabía de la investigación del cerebro, la
estructura del enfoque tradicional de enseñanza y de aprendizaje era “opuesta al cerebro”. Su
hipótesis era que la enseñanza compatible con el cerebro, en un ambiente sin amenazas que
permitiera un uso desinhibido de la espléndida neocorteza o “nuevo cerebro”, tendría como
resultado un aprendizaje, un clima y una conducta mucho mejores. Y declaraba enfáticamente
que para que la educación fuera realmente “compatible con el cerebro” debía ocurrir un cambio
en el paradigma de enseñanza-aprendizaje.
Esta teoría del aprendizaje se deriva de los estudios fisiológicos de cómo el cerebro
aprende mejor (Lawson 2001). Su fundamento está, pues, en la estructura y funcionamiento del
cerebro (Purpose Associates 1998-2001).
Según Atakent y Akar (2001) el aprendizaje basado en el cerebro es el actual paradigma
que se deduce de la investigación del mismo para explicar los principios de aprendizaje con que
trabaja.
Jensen (2000b) va más al grano cuando expresa que el aprendizaje basado en el cerebro
es un proceso basado en la información del uso de un grupo de estrategias prácticas que son
dirigidas por principios sólidos derivados de la investigación del cerebro.
Pero no todos están de acuerdo con que se usen los términos “aprendizaje basado en el
cerebro”, pues según Cohen (1995) y Yero (2001-2002) el aprendizaje siempre ha sido “basado
en el cerebro”; todo aprendizaje, de cualquier tipo en la escuela, está “basado en el cerebro”, de
tal modo que el término como tal no tiene sentido. En consecuencia, es mejor y no se presta a
equívocos utilizar los términos de “compatible con el cerebro”. Y así se puede hablar de
enseñanza escolar, de currículo o de evaluación compatibles con el cerebro o no.
Implicaciones y Aplicaciones de la Teoría del Aprendizaje Compatible con el Cerebro para
el Currículo, la Enseñanza y la Evaluación: los Principios del Aprendizaje del Cerebro
Como cualquier teoría que se precie de tal, el aprendizaje compatible con el cerebro tiene
también sus principios.
La lista que figura a continuación, que fue publicada por primera vez por Caine y Caine
en 1989, ha sido extraída de una publicación de dichos autores del año 1997; esta lista, sin
embargo, se ha ido reformando, reestructurando y poniendo al día periódicamente. En razón de
la brevedad, hemos preferido mantener la lista de años atrás.
El principal objetivo de estos autores fue sintetizar la investigación proveniente de
muchas disciplinas en un conjunto de principios de aprendizaje del cerebro que sirvieran de
fundamento para pensar acerca del aprendizaje. Los principios dejan sitio para la continua nueva
información que provenga de campos tales como la Neurociencia, la sicología cognoscitiva, la
teoría del estrés y la creatividad. Los principios incluyen también perspectivas de las nuevas
ciencias y lo mejor que sabemos de la práctica y de la amplia experiencia humana (Caine y Caine
2003).
Los Principios de Aprendizaje del Cerebro (Caine y Caine 1997)

Principio 1. El cerebro es un complejo sistema adaptativo: tal vez una de las
características más poderosas del cerebro es su capacidad para funcionar en muchos niveles
y de muchas maneras simultáneamente. Pensamientos, emociones, imaginación,
predisposiciones y fisiología operan concurrente e interactivamente en la medida en que todo
el sistema interactúa e intercambia información con su entorno. Más aún, hay emergentes
propiedades del cerebro como un sistema total que no pueden ser reconocidas o entendidas
cuando sólo se exploran las partes separadamente.

Principio 2. El cerebro es un cerebro social: durante el primer y segundo año de
vida fuera del vientre materno, nuestros cerebros están en un estado lo más flexible,
impresionable y receptivo como nunca lo estarán. Comenzamos a ser configurados a medida
que nuestros receptivos cerebros interactúan con nuestro temprano entorno y relaciones
interpersonales. Está ahora claro que a lo largo de nuestra vida, nuestros cerebros cambian en
respuesta a su compromiso con los demás, de tal modo que los individuos pueden ser siempre
vistos como partes integrales de sistemas sociales más grandes. En realidad, parte de nuestra
identidad depende del establecimiento de una comunidad y del hallazgo de maneras para
pertenecer a ella. Por lo tanto, el aprendizaje está profundamente influido por la naturaleza de
las relaciones sociales dentro de las cuales se encuentran las personas.

Principio 3. La búsqueda de significado es innata: en general, la búsqueda de
significado se refiere a tener un sentido de nuestras experiencias. Esta búsqueda está orientada
a la supervivencia y es básica para el cerebro humano. Aunque las maneras como tenemos un
sentido de nuestra experiencia cambia a lo largo del tiempo, el impulso central a hacerlo dura
toda la vida. En lo esencial, nuestra búsqueda de significado está dirigida por nuestras metas
y valores. La búsqueda de significado se ordena desde la necesidad de alimentarse y encontrar
seguridad, a través del desarrollo de las relaciones y de un sentido de identidad, hasta una
exploración de nuestro potencial y búsqueda de lo trascendente.

Principio 4. La búsqueda de significado ocurre a través de “pautas”: entre las
pautas incluimos mapas esquemáticos y categorías tanto adquiridas como innatas. El cerebro
necesita y registra automáticamente lo familiar, mientras simultáneamente busca y responde
a nuevos estímulos. De alguna manera, por lo tanto, el cerebro es tanto científico como artista,
tratando de discernir y entender pautas a medida que ocurran y dando expresión a pautas
únicas y creativas propias. El cerebro se resiste a que se le impongan cosas sin significado.
Por cosas sin significado entendemos trozos aislados de información no relacionados con lo
que tiene sentido o es importante para un aprendiz en particular. Una educación efectiva debe
darles a los alumnos la oportunidad de formular sus propias pautas de entendimiento.

Principio 5. Las emociones son críticas para la elaboración de pautas: lo que
aprendemos es influido y organizado por las emociones y los conjuntos mentales que implican
expectativas, inclinaciones y prejuicios personales, autoestima, y la necesidad de interacción
social. Las emociones y los pensamientos se moldean unos a otros y no pueden separarse. Las
emociones dan color al significado. Las metáforas son un ejemplo de ello. Por lo tanto, un
clima emocional apropiado es indispensable para una sana educación.

Principio 6. Cada cerebro simultáneamente percibe y crea partes y todos: si bien
la distinción entre “cerebro izquierdo y cerebro derecho” es real, no expresa todo lo que es el
cerebro. En una persona sana, ambos hemisferios interactúan en cada actividad. La doctrina
del “cerebro dual” es útil más bien, porque nos recuerda que el cerebro reduce la información
en partes y percibe la totalidad al mismo tiempo. La buena capacitación y educación
reconocen esto, por ejemplo, introduciendo proyectos e ideas naturalmente “globales” desde
el comienzo.

Principio 7. El aprendizaje implica tanto una atención focalizada como una
percepción periférica: el cerebro absorbe información de lo que está directamente consciente,
y también de lo que está más allá del foco inmediato de atención. De hecho, responde a un
contexto sensorial más grande que aquel en que ocurre la enseñanza y la comunicación. “Las
señales periféricas” son extremadamente potentes. Incluso las señales inconscientes que
revelan nuestras actitudes y creencias interiores tienen un poderoso efecto en los estudiantes.
Los educadores, por lo tanto, pueden y deben prestar una gran atención a todas las facetas del
entorno educacional.

Principio 8. El aprendizaje siempre implica procesos conscientes e inconscientes:
si bien un aspecto de la conciencia es consciente, mucho de nuestro aprendizaje es
inconsciente, es decir, que la experiencia y el input sensorial son procesados bajo el nivel de
conciencia. Puede, por tanto, ocurrir que mucha comprensión no se dé durante la clase, sino
horas, semanas o meses más tarde. Los educadores deben organizar lo que hacen para facilitar
ese subsiguiente procesamiento inconsciente de la experiencia por los estudiantes. ¿Cómo?
Diseñando apropiadamente el contexto, incorporando la reflexión y actividades
metacognoscitivas, y proporcionando los medios para ayudar a los alumnos a explayar
creativamente ideas, habilidades y experiencia. La enseñanza en gran medida se convierte en
un asunto de ayudar a los alumnos a hacer visible lo invisible.

Principio 9. Tenemos al menos dos maneras de organizar la memoria: tenemos
un conjunto de sistemas para recordar información relativamente no relacionada (sistemas
taxonómicos). Esos sistemas son motivados por premio y castigo, y también tenemos una
memoria espacial/autobiográfica que no necesita ensayo y permite por “momentos” el
recuerdo de experiencias. Este es el sistema que registra los detalles de su fiesta de
cumpleaños. Está siempre comprometido, es inagotable y lo motiva la novedad. Así, pues,
estamos biológicamente implementados con la capacidad de registrar experiencias completas.
El aprendizaje significativo ocurre a través de una combinación de ambos enfoques de
memoria. De ahí que la información significativa y la insignificante se organicen y se
almacenen de manera diferente.

Principio 10. El aprendizaje es un proceso de desarrollo: el desarrollo ocurre de
muchas maneras. En parte, el cerebro es “plástico”, lo que significa que mucho de su
alambrado pesado es moldeado por la experiencia de la persona. En parte, hay
predeterminadas secuencias de desarrollo en el niño, incluyendo las ventanas de oportunidad
para asentar la estructura básica necesaria para un posterior aprendizaje. Tales oportunidades
explican por qué las lenguas nuevas, como también las artes, deben ser introducidas a los
niños muy temprano en la vida. Y, finalmente, en muchos aspectos, no hay límite para el
crecimiento ni para las capacidades de los seres humanos para aprender más. Las neuronas
continúan siendo capaces de hacer y reforzar nuevas conexiones a lo largo de toda la vida.

Principio 11. El aprendizaje complejo se incrementa por el desafío y se inhibe por
la amenaza: el cerebro aprende de manera óptima hace el máximo de conexiones cuando es
desafiado apropiadamente en un entorno que estimula el asumir riesgos. Sin embargo, se
encoge o se “bajonea” ante una amenaza percibida. Se hace entonces menos flexible y revierte
a actitudes y procedimientos primitivos. Es por eso que debemos crear y mantener una
atmósfera de alerta relajada, lo que implica baja amenaza y alto desafío. La baja amenaza no
es, sin embargo, sinónimo de simplemente “sentirse bien”. El elemento esencial de una
amenaza percibida es un sentimiento de desamparo o fatiga. La tensión y ansiedad originales
son inevitables y deben esperarse en un aprendizaje genuino. Esto se debe a que el genuino
aprendizaje implica cambios que llevan a una reorganización del sí. Tal aprendizaje puede
estar intrínsecamente lleno de tensiones, prescindiendo de la habilidad o del soporte ofrecido
por el profesor.

Principio 12. Cada cerebro está organizado de manera única: todos tenemos el
mismo conjunto de sistemas y, sin embargo, todos somos diferentes. Algunas de estas
diferencias son una consecuencia de nuestra herencia genética. Otras son consecuencia de
experiencias diferentes y entornos diferentes. Las diferencias se expresan en términos de
estilos de aprendizaje, diferentes talentos e inteligencias, etc. Un importante corolario es
apreciar que los alumnos son diferentes y que necesitan elegir, mientras están seguros que
están expuestos a una multiplicidad de inputs. Las inteligencias múltiples y vastos rangos de
diversidad son, por lo tanto, características de lo que significa ser humano.
Lackney (1998), como corolario de los principios del aprendizaje del cerebro recién
expuestos, plantea una serie de principios para diseñar la escuela, a fin de que ésta sea compatible
con el cerebro:
1. Unir la literatura de la Neurociencia con las interpretaciones de los principios del
aprendizaje basado en el cerebro.
2. Facilitar las implicaciones. Los principios que forman el cerebro se basan directamente
en lo que sabemos de neurofisiología del cerebro y de entornos óptimos de aprendizaje.
3. Hacer un lugar no es lo mismo que distribuir un espacio. Los entornos óptimos de
aprendizaje deben ser enfocados holísticamente, incluyendo tanto el ambiente físico
como el entorno social, organizacional, pedagógico y emocional.
4. El diseño de entornos de aprendizaje basado en el cerebro requiere que transformemos
nuestro pensamiento tradicional basado en disciplinas o asignaturas en maneras
interdisciplinarias.
¿Cómo pasar de la Teoría e Investigación del Cerebro a la Práctica en el Aula y a las
Políticas Educacionales?
Caine y Caine (1997) sostienen que hay tres elementos interactivos de enseñanza que
emergen de sus principios y que pueden perfectamente aplicarse en el proceso de aprendizajeenseñanza:
 Inmersión orquestada en una experiencia compleja: crear entornos de aprendizaje que
sumerjan totalmente a los alumnos en una experiencia educativa.
 Estado de alerta relajado: eliminar el miedo en los alumnos, mientras se mantiene un
entorno muy desafiante.
 Procesamiento activo: permitir que el alumno consolide e interiorice la información
procesándola activamente.
En consecuencia, para crear entornos enriquecidos que ayuden a los estudiantes a
aprender, los profesores tienen que tratar de comprometer las siguientes capacidades de
aprendizaje que tienen todos los alumnos.
Para crear un estado de alerta relajado:




Reduzca la amenaza y mejore la autoeficacia.
Comprometa la interacción social.
Comprometa la búsqueda innata de significado.
Comprometa las conexiones emocional
Para crear una inmersión orquestada en una experiencia compleja:
 Comprometa la fisiología en el aprendizaje.
 Comprometa tanto la habilidad para centrar la atención como para aprender de
un contexto periférico.
 Reconozca y comprometa las etapas y los cambios de desarrollo.
 Comprometa el estilo individual de los alumnos y su unicidad.
 Comprometa la capacidad para reconocer y dominar pautas esenciales.
Para crear un procesamiento activo:
 Comprometa la habilidad para percibir tanto las partes como el todo.
 Comprometa tanto el procesamiento consciente como el inconsciente.
 Comprometa la capacidad para aprender a partir de la memorización de hechos
aislados y de eventos biográficos.
Según Purpose Associates (1998-2001), la aplicación de la teoría del aprendizaje
compatible con el cerebro impacta a la educación en tres aspectos fundamentales:
 Currículo: los profesores deben diseñar el aprendizaje centrado en los intereses del
alumno y hacer un aprendizaje contextual.
 Enseñanza: los educadores deben permitirles a los alumnos que aprendan en grupos y
usen el aprendizaje periférico. Los profesores que estructuran el aprendizaje alrededor de
problemas reales, estimulan también a los estudiantes a aprender en entornos fuera de la
sala de clase y fuera de la escuela.
 Evaluación: ya que los alumnos están aprendiendo, su evaluación debería permitirles
entender sus propios estilos de aprendizaje y sus preferencias. De esa manera, los alumnos
supervisan y mejoran sus procesos de aprendizaje.
Y luego se preguntan: ¿Qué sugiere el aprendizaje basado en el cerebro? Sugiere que los
profesores deben ayudar a los alumnos a que tengan experiencias apropiadas y saquen provecho
de esas experiencias.
Caine y Caine (2003) dicen que para pasar de la teoría de la investigación del cerebro a
la práctica escolar, lo primero que hay que hacer es partir repensando la escuela: repensar todos
los aspectos de la educación, desde el rol del profesor a la naturaleza de la evaluación.
Lo que realmente transformaría la escuela, asevera por su parte Yero (2001-2002), es
plantearse esta pregunta: ¿Cómo pueden ser las escuelas más compatibles con la manera como
los seres humanos aprenden?
Los investigadores de Purpose Associates (1998-2001) adelantan posibles soluciones
prácticas a este respecto: los planificadores de recursos educacionales deben ser artistas para crear
entornos compatibles con el cerebro. Los profesores deben entender que la mejor manera de
aprender no es por la clase expositiva, sino participando en entornos reales que permitan ensayar
cosas nuevas con seguridad.
Lawson (2001) afirma que el diseñar la enseñanza compatible con el cerebro es un
verdadero desafío para nuestra profesión. El desafío consiste en crear un nuevo paradigma que
ajuste el aprendizaje natural con las tecnologías de punta. Analizar las discrepancias entre las
actuales prácticas de enseñanza y las óptimas prácticas de aprendizaje. No hay que responder por
qué no se puede hacer, sino más bien cómo se puede hacer. A futuro seremos no diseñadores de
enseñanza, sino diseñadores de aprendizaje.
Sylwester (1995) se pregunta: ¿Cómo desarrollar un ambiente de aprendizaje orientado
ecológicamente para un cerebro involucrado ecológicamente?
El desafío para los profesores, afirma Sylwester (1995), es definir, crear, mantener un
ambiente y currículo escolar estimulantes emocional e intelectualmente. Y presenta algunos
ejemplos de cómo deberían ser los tres modelos interactivos de ambientes educativos:
 El ambiente natural: ya que no es posible educar a los alumnos en un ambiente totalmente
fuera de la escuela, deberíamos al menos organizar el currículo alrededor de simulaciones
de clase, juego de roles, salidas a terreno, y otras actividades que se asemejen más a las
experiencias y a los desafíos de solución de problemas del mundo natural. Los programas
extracurriculares acercan más al mundo real que cualquier otra cosa en la escuela. Usan
metáfora, juego, una moderada dominación de un adulto, en un medio no amenazante e
informal para explorar las dimensiones, tácticas y estrategias de solución de problemas.
 El ambiente de laboratorio y de sala de clases: cuando las ratas adultas fueron puestas en
un ambiente rico con un grupo de ratas jóvenes (el autor se está refiriendo a los
experimentos de Diamond (1988) para estudiar el desarrollo del cerebro), las adultas
jugaban con los juguetes y dominaron el entorno. Esos experimentos pueden encontrar
su representación en las salas de clase, donde el profesor domina las decisiones y las
actividades curriculares, docentes y evaluativas. Los alumnos tienen que crear su
ambiente e interactuar con él. Si definimos en un ambiente social a la persona madura
como aquélla que es más apta para adaptarse a las necesidades e intereses de los demás,
el profesor debe entonces adaptarse a sus alumnos. Actividades tales como proyectos de
los alumnos, aprendizaje cooperativo, evaluación por portafolio ponen a los alumnos en
el centro del proceso educativo.
 El ambiente solitario: las ratas necesitaban interactuar con otras ratas para aprender a
cómo resolver los problemas de las ratas. La situación es igual con los estudiantes: un
ambiente social estimulante entrega el único ambiente apropiado para dominar las
habilidades sociales. ¿Cuál es el ambiente normal? Es importante recordar que una jaula
de ratas socialmente enriquecida tuvo como resultado un significativo crecimiento más
que el ambiente solitario empobrecido. Las escuelas deben, por lo tanto, ayudar a los
alumnos a adaptarse a las realidades de la cultura nuestro mayor desafío es crear un
enriquecimiento firme en un medio social escolar que tiene un alto potencial para
empobrecer– cambiar el ambiente artificial de clase en una respetable aproximación a un
ambiente natural.
Marian Diamond (2000) recomienda que los profesores deben aproximarse a su tarea con
el compromiso de tratar a sus alumnos con un tierno y cariñoso cuidado. Ella piensa que
cada alumno debe ser tratado como persona.
¿Cuál debería ser la Actitud que los Profesores o Educadores deberían asumir ante la
Neurociencia?
Varios autores sostienen que estamos frente a un gran desafío profesional. Nuestra
profesión, según Sylwester, es una profesión conductista. Nos fijamos en las manifestaciones
visibles, medibles y manejables de conocimiento más que en los mecanismos y procesos
cognitivos. Como nuestra profesión no puede comprender los procesos cerebrales internos se
concentra en objetos o eventos externos (estímulos) y en la conducta que emerge de procesos
cognitivos desconocibles (respuesta). Aprendemos a manipular el entorno para lograr la conducta
deseada.
La base de nuestra profesión está más cerca del folclore que del conocimiento científico.
Podemos predecir lo que ocurre en clase, pero no sabemos por qué ocurre. El centrarse en la
conducta externa puede llevar a conclusiones inapropiadas.
No comprendemos los mecanismos subyacentes que gobiernan la enseñanza y
aprendizaje como son la emoción, el interés, la atención, el pensamiento, y la memoria. No
sabemos si nuestros alumnos aprenden debido a nuestros esfuerzos o a pesar de ellos.
El estudio de la conducta, por otra parte, puede llevarnos a diagnósticos y tratamientos
parciales de muchas complejas conductas de aprendizaje como dislexia, desórdenes de atención,
motivación y olvido.
Estamos, pues, ante una encrucijada: podemos seguir fijándonos en la observación de la
conducta externa o buscar una comprensión científica de los mecanismos, procesos y malos
funcionamientos que afectan la realización de tareas complejas de aprendizaje.
Ahora bien, el entender los mecanismos y procesos del cerebro añade una dimensión
excitante a lo que pensamos sobre nuestra profesión. Sólo a través de nuestro conocimiento de la
investigación y de las chapucerías de nuestra profesión comenzaremos a descubrir las
aplicaciones útiles de la teoría del cerebro.
Nuestra orientación profesional ha sido sólo en ciencias sociales y conductuales; los
alumnos de pedagogía rara vez trabajan mucho en biología, química y psicología cognitiva. Pero
los significativos adelantos en la teoría e investigación del cerebro sugieren que debe aumentarse
la cantidad de ciencias naturales en nuestra preparación.
Y Sylwester concluye, planteándose esta interrogante: ¿Puede una profesión encargada
de desarrollar un cerebro efectivo y eficiente permanecer desinformada con respecto al cerebro?
Si no podemos presentar líderes informados en problemas educativos surgidos de la investigación
y teoría del cerebro, ¿podemos esperar que otros, tan desinformados como nosotros, tomen
decisiones por nosotros?
Nuestra profesión está ahora al borde de una transformación. Piense en lo que sabíamos
sobre el cerebro hace 20 años y compárelo con lo que sabemos ahora; luego proyecte nuestro
nivel de comprensión a 20 años más adelante.
El desafío para los educadores, prosiguen Caine y Caine (1998), es que hay que tomar en
serio la investigación del cerebro. Eso significa cambiar nuestro pensamiento y práctica a base de
lo que sabemos del aprendizaje compatible con el cerebro.
Jensen (2000b) parte haciéndose una pregunta candente: ¿El aprendizaje basado en el
cerebro es verdad o es impostura? ¿Dónde está la prueba del aprendizaje basado en el cerebro?
A menudo aparecen preguntas con respecto a si la investigación del cerebro es confiable
para la capacitación y para la aplicación en clase. Los precavidos, escépticos, vacilan en abrazar
nuevas ideas. Los entusiastas e impulsivos ensayan cualquier cosa, tenga ésta fundamento o no.
Nunley (2002) se explicita un poco más en este punto diciendo que hay, actualmente, un murmullo
de advertencia que está circulando por la comunidad educacional en cuanto a que los profesores
no deberían subirse demasiado rápido al carro de la educación basada en el cerebro. Lo que
tenemos que hacer es esperar. Esperar que los neurocientíficos nos digan cómo toda esa nueva
investigación sobre el cerebro se puede aplicar en la sala de clases.
Pero lo que los educadores no entienden es que los neurocientíficos no saben dónde
comenzar, pues ellos no son profesores; no están en la sala de clases. No saben las preguntas
cuyas respuestas buscamos. Como educadores tenemos que abordar de frente nuestras más
apreciadas cuestiones sobre la clase. La tecnología está allí. Tenemos que conocerla ahora.
Como es evidente, un profesor bien informado habitualmente tomará mejores decisiones.
El profesor debe juzgar si la investigación se adecua a su particular clima de aprendizaje y cómo.
Uno tiene que ser cuidadoso y prudente en cómo se interpreta y usa la investigación. Nuestro
proceder debe ser buscar la investigación básica en neurociencia y juntarla con los datos de la
sicología y de la ciencia cognitiva. Lo que uno nunca encontrará es un estudio definitivo que
demuestre que el aprendizaje basado en el cerebro es mejor.
Wolfe (2001) también acentúa esa actitud precavida con respecto a la investigación en
neurociencia: el entusiasmo y el interés en la investigación en neurociencia es innegable. Pero,
¿adónde estamos yendo con nuestra nueva información? ¿Será otra moda o estamos al fin a punto
de adquirir una teoría científicamente fundamentada de la enseñanza y del aprendizaje? Pienso
que eso tiene la posibilidad de ir a uno u otro lado. Eso depende de cómo interpretemos y
utilicemos la investigación.
Lo que debemos hacer es escoger cuidadosa y analíticamente entre los datos y determinar
qué estudios realmente tienen aplicaciones para la clase y cuáles no.
Madigan (2001) pone una nota, hasta cierto punto negativa, a propósito de ese innegable
entusiasmo por la investigación basada en el cerebro, cuando dice: “No hay nada malo en la lógica
de querer saber cómo trabaja el cerebro; eso podría ayudarnos a entender cómo aprende la gente”.
De hecho, hay una gran cantidad de investigación preliminar en esta área. El problema es que
algunos profesores están extrapolando pieza por pieza de algunos hallazgos y creando
especificaciones curriculares sin una investigación real que las sustente. El uso del término
“basado en el cerebro” ha llegado a estar de moda, pero, desgraciadamente es sólo eso una moda
que puede realmente dañar la investigación seria en un campo tan complejo.
No podemos ir de la Neurociencia a la clase, porque no sabemos bastante sobre
Neurociencia.
Muchos científicos, continúa diciendo la autora, aconsejan que es muy prematuro aplicar
en la sala de clases los estudios sobre memoria y aprendizaje. Incluso si la ciencia estuviera lista
para su aplicación, los profesores deberíamos exigir un estudio cuidadoso de cualquier
herramienta basada en la teoría antes de apoyar su implementación y diseminación masiva. Sólo
la innovación basada en la investigación mejorará nuestra base de conocimientos.
Caine y Caine (1998) aconsejan también actuar con cautela cuando se trata de aplicar la
investigación del cerebro a la clase. La investigación del cerebro, afirman, deja muchas cosas sin
responder, pero también influye en cómo educamos. Por lo tanto, los resultados y conclusiones
de los biólogos deben ser filtrados. Los educadores deben aprender a cómo pensar sobre la
investigación del cerebro, porque nadie trabaja más íntimamente con los cerebros vivos que ellos.
Reducir la investigación en neurociencia a prescripciones de estrategias de enseñanza minimiza
la inmensa promesa de esa investigación para los educadores.
Los educadores deben basarse en muchos cuerpos de investigación y relacionarlos para
aprovecharse plenamente de la investigación del cerebro. Ningún campo, sea biología o filosofía
o química solos, determina qué son los seres humanos y cómo aprenden. La biología no reemplaza
lo que entendemos. Es uno de los muchos cuerpos de trabajo y pensamiento que nos mantiene
pensando sobre qué realmente pensamos y entendemos.
Al tratar con la neurociencia los educadores deben reflexionar y trasladar esa continua
investigación al mundo de la educación, pero no traducir esa investigación compleja en estrategias
que no resultan.
Lackney (1998) coincide con los autores citados, pero acicatea a seguir adelante: hay que
ser cautos al aplicar los resultados de la investigación basada en el cerebro, pero simultáneamente
hay que seguir adelante con lo que sabemos. No podemos esperar, hay que actuar.
En vista de todo lo expuesto, ¿Cuál es el Desafío que les Plantea a los Educadores la
Investigación del Cerebro?
Jensen (2000b) responde a esta pregunta diciendo que si bien las escuelas no deberían
funcionar basadas únicamente en la biología del cerebro, ignorar, por lo demás, lo que sabemos
sobre el mismo es una irresponsabilidad. El aprendizaje basado en este órgano ofrece sugerencias
a los profesores que quieran una enseñanza más informada. Ofrece la posibilidad de menos
corazonadas o equívocos en clase.
Es cierto que estamos todavía en la infancia de la investigación cerebral y que hay mucho
más que aprender todavía. Pero no podemos descartar esa investigación bajo el pretexto de que
está de moda, es prematura u oportunista; eso sería peligroso para nuestros alumnos.
Sylwester (1995) afirma que si queremos hacer de la docencia una profesión creativa,
optimista y estimulante, tenemos que descubrir nuevas maneras de pensar sobre lo que es la
educación formal y lo que puede ser.
La actual teoría e investigación del cerebro entrega ahora esbozos amplios y tentativos de
cómo debe ser la escuela del futuro; pero los descubrimientos se intensificarán. Los profesores
que quieren estudiar los adelantos de la nueva ciencia cognitiva, y luego explorar y experimentar
en su búsqueda de apropiadas aplicaciones educativas, tendrán que resolver cosas específicas en
los años venideros.
En otro de sus libros, The Brain Revolution (1998), Sylwester concluye diciendo que
entender cómo trabaja el cerebro es algo muy importante para los educadores, porque una
profesión desinformada es vulnerable a las modas seudocientíficas, a generalizaciones
inapropiadas y a programas dudosos. Cuesta imaginarse por qué una persona que educa cerebros
no quiera entenderlos ni explorar las maneras cómo aumentar su efectividad, ahora que la
información está disponible.
Sousa (2001) es categórico al decir que, si bien los profesores tienen todavía mucho que
aprender de la psicología conductista y cognoscitivista, tienen mucho más que descubrir aún en
la excitante área de la biología, incluyendo la investigación en neurociencia. A medida que
examinamos las pistas que esta investigación está produciendo acerca del aprendizaje,
reconocemos su importancia para la profesión docente. Los profesores tratan de cambiar el
cerebro humano cada día. Mientras más sepan de cómo él aprende, más exitosos pueden ser. El
conocimiento es poder.
Nuestra tarea, concluyen Caine y Caine (1998), consiste no sólo en interpretar y aplicar
lo que otros descubrieron. Nosotros, como profesores, trabajamos con grupos de cerebros vivos a
cada momento del día, conocemos y vemos cosas que los neurocientíficos ni siquiera se imaginan.
Tenemos que hacer algo más. Los profesores deben tomar el liderazgo para darle sentido a lo que
está siendo descubierto. Tenemos que hacer preguntas y centrar la investigación en las áreas que
sabemos que tienen más necesidad de ser entendidas.