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Memoria Aprendizaje Educación De lo molecular a lo cognitivo y de la neurona al aula Emoción Atención I nteligenci a. Dr. Edgardo Romero Galván Prof. Lab.

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1 Memoria Aprendizaje Educación De lo molecular a lo cognitivo y de la neurona al aula Emoción Atención I nteligenci a. Dr. Edgardo Romero Galván Prof. Lab. Claudia Labus.

2 Somos diferentes aprendiendo El desafío educativo es saber que cada ser humano tiene una combinación única de inteligencia Genes y medio socio cultural.

3 Teorías de aprendizaje. ?Conocemos éstas personas¿

4 Teorías del aprendizaje. Racionalismo: origen racional, producto de recuerdo de ideas innatas (Platón). Racionalistas contemporáneos: CHOMSKY 1980 y FODOR 1983 aprendizaje como proceso psicológico, la mente como conjunto de MÓDULOS. Empirismo: origen del conocimiento en la experiencia sensorial formando ideas, asociando imágenes proporcionada por los sentidos. Conductistas: WATSON, SKINNER aprendizaje como proceso de estímulo y respuesta, sin ideas previas, un cambio de Conducta. Contructivistas: PIAGET, VIGOTSKY, AUSUBEL aprendizaje interacción entre la nueva información y la ya existente, construyendo modelos, reestructuración de conocimientos previos. Vigotsky: aprendizaje condicionado por cultura y sociedad y debe ser guiado. Piaget: estructuras cognitivas, asimilación, acomodación, ampliar, modificar E.C. Ausubel: teoría del aprendizaje significativo y organizadores anticipados en secuencia lógica de conceptos, conecta nuevos conocimientos con las ideas previas Ideas previas o inclusoras como obstáculos para el nuevo aprendizaje. (Bachelard) Novak: mapa conceptual como instrumento didáctico

5 Aprendizaje Teoría del cambio conceptual: modelo de POSNER /82, VOSNIADOU 2006 y Mario CARRETERO: transformación del conocimiento, pasaje de ideas previas a conocimientos académicos y científicos. Conflicto cognitivo genera cambio conceptual. Ej: célula, herencia. Modelo contextualista: LINDER 1987 no se pone énfasis en cambiar las ideas previas sino en potenciar las capacidades y saber aplicarlas en diferentes contextos. Mario Carretero

6 Cerebro: Peso: 1350 grs. con 100 mil millones de neuronas y cada una con 1000 a 10 mil sinapsis. Impulsos eléctricos (potencial de acción) 140 mts/seg. (432 km/hr). De genes, modulan el cerebro. Consume 20% de la energía y 50 ml. de sangre por cada 100 grs. Cuerpo calloso: intercambia datos a 4 billones de mensajes/seg. usando 200 a 300 millones de fibras nerviosas (axones) CONECTÓMICA: cartografiar conexiones interneuronales, es un diagrama de una zona del cerebro con una función determinada (Tom Mrsic- Flogel, UK Abr./2011), a 102 años de las áreas de BRODMAN. Se forman: neuronas por minuto en etapa fetal.

7 Autopsia cerebral.

8 Areas de Brodman: áreas (1878), actualmente 52 de 21 cm2 de corteza.

9 Corteza neuronal: 2 mm. Corteza: 6 capas neuronales, cada mm2… neuronas Conjunto de módulos: área de Brodman de 21 cm2. Módulos: conjunto de columnas combinadas entre sí. Macrocolumnas: 100 minicolumnas. Minicolumna: formada por 100 neuronas ( grosor hilo de tela de araña) ordenadas verticalmente en cilindros de la capa 2-3. Aprender: es un cambio en la configuración de un módulo. (Como opinaba CHOMSKY: Módulos)

10 Santiago Ramón y Cajal Todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro, estaría ya insinuando la neuroplasticidad El cerebro se atrofia por el sedentarismo intelectual Dr.Romero Galván. Camilo Golgi: Las conexiones sinápticas se modifican con el aprendizaje

11 Neuronas dibujadas por Cajal. Describe: contigüidad y no continuidad entre penachos axónico- dendríticos, lo denomina Doctrina de la neurona.

12 Sistema Límbico Hipocampo Amígdala Circunvolución del cíngulo Cerebro emocional o de mamífero

13 Hipocampo: circuitos 1)Senda de fibras perforantes. 2)Senda de fibras de Mossy. 3) Senda colateral de Schaffer. Brenda Milner 1953 HM Aplysia: n. de 1 mm (2000) Eric Kandel Pavlov Como se traducen protocolos conductistas de Pavlov en protocolos biológicos? Habituación, Sensibilización, Condicionamiento clásico.

14 Circuito intrahipocámpico y de Papez. Circuito de Jakob. James Papez Christofredo Jakob: Describe el cerebro visceral en 1908 implicado en el control de las emociones.

15 Desde PA a sinapsis: NT. Del potencial de acción a la degranulación de NT desde las vesículas presinápticas

16 Sinapsis y vesículas Descubierta por Scherrington, vesículas presinápticas volcando su NT a la hendidura. De 10 a 100 mil moléculas de NT Nóbel Diámetro de 20 a 150 nm 300 a 500 vesículas Espacio sináptico de 20 a 30 nm Exocitosis

17 200 proteínas en membrana Que interactúan con proteínas de membrana celular presináptica para la exocitosis. Cell, 127,

18 Cada neurona puede hacer entre 10 y 200 mil sinapsis. 1 millón de sinapsis por segundo o 3600 millones por hora, formando nuevas redes neuronales: SINAPTOGENESIS. Dendrogénesis Podas neuronales Mielogénesis: conexión a distancia. Neurogénesis. NEUROPLASTICIDAD 1000 billones de sinapsis.

19 Cambios neuronales Modificaciones en función, según la información a procesar sea nueva o ya memorizada. Refuncionalización de terminaciones sinápticas no funcionantes (conocimiento previo ) Aprendizaje significativo de Ausubel? Aumento de liberación de NT (Ac). Aumento del número de receptores colinérgicos que lleva a modificación de la excitabilidad de membrana post sináptica. Aumento en relaciones interneuronales incrementando el número de arborizaciones dendríticas (dendrogénesis): redes hebbianas

20 Neuroplasticidad Dendrogénesis Sinaptogénesis Mielogénesis Neurogénesis (FNC) Poda neuronal Apoptosis Filopodios 3 a 40 micras Espinas de 2 micras Los filopodios inician la sinaptogénesis y modelan el patrón de ramificación del árbol dendrítico. Factor neurotrófico derivado del cerebro Rita Levi Montalcini 1909 Nobel años. Transformación de un filamento en una espina dendrítica. (Max Planck Institute of Neurobiology)

21 Potenciación a largo plazo (PLP) R. NMDA: entrada de Ca. responde a varios (+) R. AMPA: entrada de Na. responde a un Pot. de acción MCP. Al activarse los 2 R: MLP NO (FRDE) 1980 Furchgott y Zawadzki En circuito de Schaffer del hipocampo. Glutamato: NT excitatorio Arginina La entrada de Ca por R (+) KINASAS (Prot. de señalización) Mg es expulsado para entrar Ca

22 Neurotransmisores (NT). Neurotransmisores AcetilcolinaGABASerotoninaNoradrenalinaL - GlutamatoDopamina Y más de 100 neuropéptidos de 3 a 30 aminoácidos. Neuropéptidos: Leucina encefalina Endorfinas Sustancia P y K Vasopresina Oxitocina Péptido VIP Bombesina Neurotensina Secretinas. NT de molécula pequeña Excitatorio Inhibitorio

23 Estructura receptor de Ac. Estructura de receptor de Ac. formado por 5 subunidades (2 alfa,beta, gama y sigma) (a), delimitando el canal iónico y a su vez cada subunidad está estructurada en cuatro segmentos proteicos M1, M2, M3 y M4 (b). En d se observa la cadena de aminoácidos de dos subunidades y en e el sitio de unión de la Ac con el R. Jean Pierre Changeux Acetilcolina: 1936 por Loewi y Dale (Premio Nóbel). Receptor ionotrópico

24 Diferencia en el transporte de NT. Transporte axónico lento (5 mm/día) para los NT de molécula pequeña Transporte axónico rápido, 400 mm/día por microtúbulos para neuropéptidos.

25 Redes Hebbianas: Una nueva red neuronal se ubica en el surco y si es usada con frecuencia asciende hasta circunvolución, si no se usa desciende perdiendo conexiones. 10% genético 90% experiencias de vida y conocimientos adquiridos Positiva: crea y amplía redes hebbianas Negativas: desarma redes hebbianas poco activas o inactivas Remodelación de viejas redes hebbianas

26 Evolución del cerebro. C. emocional: sistema límbico o de mamífero. C. Instintivo o reptiliano. C. cognitivo-ejecutivo: humano. LPF: conduce actividad cognitivo ejecutivas e inteligencia emocional. Paul Mac Lean 1990: cerebro triuno 3 M/años 500 cc. 2 M/años 750 cc 1 M/año 1000 cc actual 1500 cc Reproducción Alimentación

27 Sistema activador reticular ascendente (SARA).

28 Del SARA al Tálamo. Tres filtros: SAD _ SARA -AMÍGDALA -DOPAMINA. ¿Han aromatizado la clase?

29 Olfato: directo al cerebro emocional. Porque no aromatizar la clase? Al ser circuito neuronal directo, se fija en memoria.

30 Del Tálamo a corteza (LPF).

31 Corteza visual: lóbulo occipital. Movimiento De corteza visual al lóbulo temporal: hipocampo y de éste LPF– MLP.

32 Neuronas de retina: 5 tipos Célula horizontal. Célula amácrina sintetiza Ac., 30 tipos morfológicos diferentes, descriptas por Cajal en 1892.

33 Conos y bastones: fotoreceptores. 3 millones de conos, intervienen en la visión a plena luz y 100 millones de bastones visión con escasa luz. Radopsina: pigmento del bastón que absorbe fotón de luz

34 Núcleos amigdalinos. Funciones: Aprendizaje emocional, Modulador de memoria, memoria afectiva y emocional. SV del individuo: huída, ataque ofensivo y defensivo, emociones negativas Las emociones conducen a la memoria. EMOCIÓN y MEMORIA

35 Estimular al SARA. Al comenzar la clase llamar la atención al SARA que es el primer filtro Novedades y sorpresas

36 Areas del lenguaje Hemisferio izquierdo Comprensión de la palabra hablada, en leer y escribir, no comprende. Fascículo arqueado: relaciona Broca- Wernicke. Producción del lenguaje, impide hablar (afasia) 22 de Brodmann de Brodmann

37 Atención. Nuevo paradigma : programas de entrenamiento de la atención Atención: facultad que nos permite detectar cambios en el medio ambiente por aparición de un estímulo u objeto nuevo, Unidades de atención: capacidad que posee la mente para procesar algún tipo específico de información, 7 +/- 2 es el máximo que podemos procesar consciente : Memoria de trabajo LPF. (inconsciente 200 trillones de datos) Capacitación para mejorar la atención en todos los niveles educativos programas de Dr. Torkel Klingberg (Karolinska): N-Back. Erosión de la atención (Dra. Maggie Jackson): por sobrecarga, velocidad, hiperfragmentación, multitareas, sociedad cibercéntrica, cultura de la interrupción: pool de Adrenalina. Capacidad de captar y centrar atención: paso previo al aprendizaje y memorización.

38 Circuitos Dopaminérgicos Motivación: aumenta Dopamina Atención: girus angulado Memoria Emoción: fija memoria y base de la creatividad, aumenta Dopamina y Oxitocina, puerta de entrada de dimensión cognitiva Emoción positiva Circuito de recompensa: núcleo accumbens, conductas gratificantes : deseo-acción-satisfacción (DAS): Dopamina-Adrenalina-Serotonina(DAS)

39 Tipos de atención. Atención: proceso modulador, mediado por DOPAMINA (+) R en Hipocampo Mi experiencia es aquello a lo que concedo atención. W. James 1890

40 Hospital La Salpétrière de Paris

41 Nace la Neurología en Europa

42 Jean Marie Charcot

43 Se fabrican TDA Falta de sueño: acostarse tarde por video juegos. Sobre estimulación tecnológica: menos concentración. Comida chatarra: aumenta AG saturados Síndrome Metabólico y por falta de ejercicios físicos Consumo de alcohol. Estrés crónico Familias disfuncionales. Trastorno digital de déficit atencional (TDDA)

44 Aprendizaje : proceso de transferencia de conocimientos de un cerebro más informado a otro menos informado en un determinado tema. Es cualquier variación en las conexiones sinápticas que produzcan cambios en el pensamiento y comportamiento que se generan a través de la información teórica, práctica o de las experiencias de vida.

45 Memoria: tipos Inmediata o sensorial: registros sensoriales, breve duración A corto plazo, de trabajo o primaria: dura minutos, desaparece por interrupción Ej: Intermedia: Ej: estudiar para un examen. A largo plazo o secundaria: - Declarativa o explícita Episódica Semántica - Implícita o procedimental Dura meses, produce cambios estructurales, contiene información evocada. Episódica: registra, recuerda hechos y datos personales, estado mental del momento en que ocurrieron éstos hechos. Semántica es un archivo de conocimientos conceptuales. Implícita o procedimental que es una memoria de aprendizaje, de habilidades motoras o de acción, guarda esquemas implicados en procedimientos que se realizan automáticamente sin intervenir la conciencia: andar en bici. (aprendizaje reflejo de Pavlov y Skinner). NEUROPLASTICIDAD y modelado de redes hebbianas. Ecoica Icónica Sensorial auditiva Iconografía.

46 Tipos de memoria.

47 MCP y MLP: cognición molecular MLP: hay síntesis de proteínas codificadas por genes del núcleo (+) por kinasas que se desplazan a su interior. Dendrogénesis MCP: no interviene el núcleo, no hay síntesis de proteínas, solo aumento de NT: GLU.

48 Kinasas activan genes Genes reguladores y efectores Activan una proteína CREB Desarrolla nuevas conexiones neuronales Dendrogénesis: es Memoria a Largo Plazo.

49 Factores limitantes del aprendizaje. Biología de cada cerebro individual. Experiencias de vida personal y de otras personas Tiempo histórico que nos toca vivir. Contexto seleccionado: enriquecido o empobrecido. Tiempo para aprender: heterogeneidad en la clase. Genes: lo que nos gusta está genéticamente determinado. Estado emocional negativo. Estrés agudo y crónico: no es compatible con aprendizaje.

50 Factores facilitadores Estado emocional positivo, emoción = cognición. Medio ambiente enriquecido, fraterno Encontrar sentido a lo que se aprende. Armonía emocional: clima áulico. Docente: amigo instruido, el altruismo aumenta dopamina. Cuánto más sepan cómo el cerebro aprende, más exitosos serán. Ya no es mano de obra es cerebro de obra. Aprendizaje compatible con el cerebro. Diseñadores de aprendizaje.

51 Cono de aprendizaje: Edgar Dale

52 Lóbulo prefrontal (LPF) Serotonina : calma, serenidad, sensibilidad a lo bello y la búsqueda de la armonía como lo vemos en los niños conciliadores, nos da relajación y sentirnos en paz. Dopamina nos otorga equilibrio y armonía emocional, curiosidad por el saber y aprender, promueve creatividad, estimula sistema de recompensa a través del deseo, motivación, atención y memoria, refuerza aprendizaje. Adrenalina otorga tensión, excitación, desafío, establece los niveles de energía, estrés circunstancial o agudo que es diferente al crónico. Oxitocina es un ansiolítico natural, efecto analgésico, aumenta con la búsqueda de vínculos permanente.

53 Módulos del LPF. Inhibe acciones inapropiadas al vetar impulso emocional, frena agresión inmediata para evaluar circunstancias. Lugar en que emociones se transforman en sentimientos, reúne todas las percepciones; aprendizaje cultural y ético Mantiene foco de atención, se (+) frente a dolor emocional. Atención ejecutiva (Posner). Capacidades ejecutivas, conductas con éxito, generar hipótesis, tomar decisiones, planes futuros, hacer predicciones, memoria de trabajo (MCP: base de la inteligencia), manejar datos. 125 miliseg. 325 miliseg. Diferentes inteligencias?

54 G-G: Gardner y Goleman. Salovey Mayer

55 Identifiquemos los talentos: Cada uno nace con un perfil de talento (habilidad no expresada). Habilidad: talento expresado que depende del ambiente, de oportunidades y expresión génica. Aulas homogeinizadoras: no tiene en cuenta los talentos. No se apunta a seleccionar cerebros para injertarlos tempranamente en la sociedad y obtener así el resultado final de su formación. Solo se tiene en cuenta la inteligencia cognitiva en aulas heterogéneas. Y las inteligencias múltiples de Gardner y demás autores?: 5 en HD: plástico visuoconstructivo, musical, kinético, naturalístico e interpersonal; 3 en HI: lengüístico, lógico simbólico y reflexivo y 1 metatalento (talento de introspección). Los 9 talentos humanos Gardner 2001.

56 Inteligencias múltiples. Hemisferio derecho H. D. metatalento Thorndike Inteligencia social 1920 La cantidad y calidad de información determinarán el alcance de la expresión de la inteligencia, aplicadas para conocer, comprender, controlar y modelar el mundo exterior e interior: se evidencia en calidad de la mente Bifactorial (Spearman): Capacidad cognitiva gral. (FG) + Fluidez en lenguaje, visualización espacial y calculo numérico. Cristalizada y fluída (Castell y Horn) Triárquica (Stenberg)

57 Las demás inteligencias: Stenberg 1980 Castell y Horn Analítica: la más requerida en escolaridad Aprendizaje Memoria, razonamiento Factor de capacidad cognitiva general Factores: V verbal, M mecánico espacial y N numérico Solución a problemas familiares y cotidianos Resolución a tareas novedosas

58 Otras inteligencias: Inteligencia reflexiva y autorreguladora. Inteligencia trina (Dr. Carlos Logatt) Académica (intelectual), Procedimantal (instrumental y artística) y emocional. Inteligencia exitosa de Stenberg. Inteligencia cultural: tener éxito en diversas culturas (Early)

59 Inteligencia reflexiva Sería nivel superior de I. lógica LPF Capacidad de prestar atención a lo que hacemos y aplicar autorregulación Cultural y social

60 Inteligencia trina. Artística, deportiva.

61 Neurosicoeducación Con elementos conocidos y ausencia de peligro Aumenta oxitocina y serotonina Lograr un clima de equilibrio emocional

62 Despertar al SARA Variar en estímulos sensoriales, capta la atención focalizada. Despierta interés y curiosidad inicial Activan SARA, sumar propuestas motivadoras para activar corteza cingular ant. y LPF logrando atención selectiva y sostenida, activando la memoria de trabajo. Se libera más Dopamina Sorpresas

63 Practicar lo aprendido. Propuestas de actividades: se libera Nad. aumenta niveles de energía y capacidad de memorizar La disposición emocional del alumno determina su habilidad para aprender lo dijo Platón, hace más de 2200 años. Sorpresas y novedades estimulan SARA

64 Individualicemos al educando: El docente debe ayudar a descubrir el sentido de lo que aprenden. Asociar la nueva información a conocimientos anteriores y relacionarlo con la vida personal. Se convierte más fácilmente en MLP Ausubel Educación que respete y comprenda las individualidades,que permitan llegar a su máxima expresión. Genética, tiempos propios de maduración, experiencias de vida, memoria, talentos, cada UCCM es única.

65 Clase de 40 minutos: ciclos de atención. Ciclos de mayor y menor atención que se manejan de manera automática y fuera de la voluntad, desarrollar estrategias de dar tiempo de descanso y actividades motivadoras, según los ciclos. Conocer y nivelar los estados emocionales del grupo, nos dará niveles óptimos de aprendizaje. Actividad física: aumenta O2, (+) endorfinas (placer), neurotrofinas: neuronas activas y efectivas: aumenta aprendizaje (Antoinette Yancey).

66 Somos gregarios. Vivir en grupo garantiza SV. Vinculo grupal: más oxitocina. Cognición social ( Michael Tomasello). Neuronas en espejo ( Giacomo Rizzolatti- 1996), aprendizaje por imitación. Cómo cambiar? Modelar el cambio celebrar aprendizaje - Emoción (fijador de memoria) cómo estamos al comenzar y finalizar la clase?, docentes y alumnos. - encuentra el sentimiento, - boletín de mi vida - traer buenas noticias del diario matinal - Proyecto: colegio libre de quejas.

67 Docentes para nuevos cerebros. Si los docentes conocen como aprendemos, podrán diseñar mejores currículos, concebir mejores estrategias instructivas, aumentar la inteligencia emocional, mejorar la capacidad de retener información y del aprovechamiento académico. Estimular la síntesis de NT.

68 Cerebro digital. Nativos digitales, bárbaros digitales (Piscitelli, A. 2009) Por cada hr. de PC se pierde 30 min. de relacionamiento social: debilitamiento de redes neuronales. Redes neuronales de nativos es diferente a la de los inmigrantes digitales Brecha cerebral. Tienen sus propias redes sociales digitales. Nuevo léxico, nuevos verbos: googlear, bloggear: constante estimulación visual digital. Buscar en Google: RNMf corteza prefrontal dorso lateral. Atención parcial continua… estrés mental, agotamiento tecnocerebral: reconfigura estructura neuronal (Dra. Mednick). Trastorno digital de déficit atencional Redefinir las fases evolutivas de Piaget.

69 Nuestro nuevo cerebro. Multitareas: retrasa desarrollo de corteza frontal (Dr. Akio Mori) Mayor grado de estrés, Cultura de la interrupción: disminuye ATENCIÓN. Tecnozombis, ciberexcéntricos: niños más agresivos y los desensibiliza ante la violencia. Sts envndo sms mntrs lss sto? Llevará a una DLP del LPF o áreas Broca y Wernicke. Adicción: aumento de Dopamina, euforia por videojuegos produciendo depresión, apatía, ansiedad, irritabilidad, confusión mental: Síndrome del videojuego (adicción + desconexión de lóbulos frontales).

70 El cerebro digital: Posee talentos que son desconocidos para el cerebro analógico del pasado y están en constante expansión. Procesan información visual, dinámico y veloz de manera más eficiente que el visual estático (leer libros) Consecuencias: desarrollan menos vocabulario gral., disminuyen vocabulario activo y afecta comprensión de lectura y menos interés por ésta: Áreas del lenguaje? Ingresan más tarde a metacognición ATROFIA?

71 Núcleo accumbens en adicción Dopamina Placer y recompensa Ciclo neural de gratificación ADICCIÓN Vía dopaminérgica. Adicción a videojuegos: conducta compulsiva digital

72 Brecha cerebral: nativos e inmigrantes. Con videojuegos no se utilizan circuitos del LF, se usa área de la visión en LO Área en LF jugando ajedrez y área videojuego. LO LF

73 Riesgo CV y DM2 por hr. pantalla

74 NEURO CHIPS Circuitos de Silicio interconectándose con dendritas neuronales, chip con más de transistores y condensadores en sólo 1 mm2. CHIPS: circuito integrado/microprocesador. (electrolito-óxido- semiconductor) Cada transistor capta 2000 señales/seg. Dr. Peter Fromherz Instituto Max Planck de Munich.

75 Ser docente: El docente es un artista que puede esculpir en un cerebro una de las obras más grandes e importantes de la humanidad, un gran ser humano Nse. Marita Castro.

76 Metacognición: construyen conocimientos con capacidad para dar sentido y coherencia a sus aprendizajes, aplican estrategias de administración intelectual de manera automática. Podré alcanzarla en conocimientos?

77 El banco fijo y la mesa colectiva Gracias por su atención y estimular la dendrogénesis. 1977


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