Prof. Alice Pérez Fernández Curso: Psyc 3100, Aprendizaje

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1 Prof. Alice Pérez Fernández Curso: Psyc 3100, Aprendizaje
UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO RECINTO DE FAJARDO DEPARTAMENTO DE EDUCACION Y CIENCIAS SOCIALES Aprendizaje y cerebro Prof. Alice Pérez Fernández Curso: Psyc 3100, Aprendizaje

2 Objetivos: Los estudiantes conocerán y entenderán:
Elementos básicos del sistema nervioso humano Estructuras y funciones del cerebro Desarrollo del cerebro Bases fisiológicas del aprendizaje Implicaciones educativas de la investigación del cerebro

3 Elementos Básico del sistema nervioso humano
Nuestro sistema nervioso se divide en dos partes: Sistema Nervioso Central (Centro de coordinación) Sistema Nervioso Periférico ( centro de mensajería) El sistema nervioso central consta del cerebro y la médula espinal. El sistema nervioso periférico está constituido por todos los nervios periféricos.

4 Sistema Nervioso

5 Células que componen el Sistema Nervioso
Dos tipos de células se encuentran en el sistema nervioso: Las neuronas: Son las más características y más estudiadas por la relación de sus propiedades con las funciones del sistema nervioso. Existen en enorme número * 106, 100 billones. Funcionalmente polarizadas. Esto es, reciben información por uno de sus extremos, dendrítico y la entregan por otro, extremo axónico

6 Continuación Tienen una enorme capacidad de comunicarse con otras células, especialmente con otras neuronas. Una neurona está compuesta por: Las dendritas El cuerpo celular o soma El axón Las dendritas y el axón constituyen los procesos neuronales. Las dendritas nacen del soma o cuerpo neuronal y pueden ser muy abundantes y ramificadas. Son las que reciben la información. El axón nace del soma, en la región del montículo axónico, que se continúa con el segmento inicial del axón que es donde se generan los potenciales de acción.

7 Continuación Un potencial de acción es una señal de electricidad negativa que viaja por el axón a una velocidad variable, según el tipo de axón, hasta alcanzar la región terminal donde induce liberación de una señal o mensaje químico, el neurotransmisor. Los axones pueden ser muy cortos o alcanzar longitudes de más de un metro. En algunas regiones, el axón emite una "colateral" (una ramificación) que va a inervar una neurona vecina (por, ejemplo la interneurona de Renshaw) o vuelve a la región del soma, colateral recurrente.

8 Neurona

9 Glias Las células gliales:
Son veces más numerosas que las neuronas y las rodean. Presentan ramificaciones, a veces muy escasas, y cortas que se unen a un cuerpo pequeño. Aunque no se las considera esenciales para el procesamiento y conducción de la información se les atribuye funciones muy importantes para el trabajo neuronal: Soporte mecánico y aislamiento de las neuronas. Ellas aíslan el axón, sin impedir el proceso de autogeneración del potencial de acción, con lo que se logra acelerar la velocidad de propagación de esta señal. Mantienen la constancia del microambiente neuronal, eliminando exceso de neurotransmisores y/o de sus metabolitos y de iones Guían el desarrollo de las neuronas y parecen cumplir funciones nutritivas para este tipo de células.

10 Neuronas y glias

11 Sinapsis Cuando el potencial de acción llega al extremo de la fibra, debe pasar a la siguiente neurona. Primeramente se pensaba que la fibras de unas neuronas se continuaban con las fibras de otras, de manera que la señal podía pasar directamente de una a otra. Pero cuando el sistema nervioso se estudió con más detalle, se vio que el final de una fibra estaba separado de la siguiente por un pequeño espacio, así que era preciso algún mecanismo para que la señal “saltara” ese espacio y pasara a la siguiente neurona. Hoy sabemos que las señales “saltan” el espacio mediante una señal química. Cuando el potencial de acción llega al extremo de la fibra, hace que esta libere una sustancia química, que se denomina neurotransmisor, el neurotransmisor se une a la membrana de la siguiente neurona, y puede hacer que se produzca un potencial de acción en la siguiente neurona. Esta conexión entre una neurona y otra mediante la liberación de un neurotransmisor, se denomina sinapsis.

12 Sinapsis

13 Partes del cerebro El cerebro humano tiene 3 componentes principales que han aparecido en diferentes momentos de nuestro viaje evolutivo: Cerebro Inferior (metencéfalo) Cerebro Medio (mesencéfalo) Cerebro Superior ( Prosencéfalo)

14 Cerebro Inferior Fue el primero que apareció en la evolución humana, esta localizado en la parte inferior del cerebro donde la medula espinal penetra en el cráneo. Es el primero en aparecer en el desarrollo prenatal. Sus estructuras son: La medula El puente El bulbo Raquídeo El cerebelo El cerebro inferior esta implicado en muchos procesos fisiológicos básicos esenciales para la supervivencia: respirar, tragar, dormir, ritmo cardiaco.

15 Cerebelo El cerebelo es una estructura relativamente grande en la parte inferior del encefalo. Funciones: Movimiento Balance Postura La palabra "cerebelo" en latín quiere decir pequeño cerebro. Se localiza detrás del tallo cerebral. En cierta forma el cerebelo es como el cerebro: se divide en dos hemisferios y tiene una corteza que los rodea

16 Cerebro Medio Es el próximo en aparecer tanto en nuestro desarrollo filogenético como prenatal y desempeña papeles de apoyo a la visión y la audición; ej. contribuye a la coordinación de los movimientos oculares. La parte más importante del cerebro medio es la formación reticular que se extiende también en el cerebro inferior. La formación reticular es vital para la atención y la consciencia.

17 Cerebro Medio Funciones: Visión Audición Movimiento Ocular
Movimiento Corporal El mesencéfalo incluye estructuras como el colículo inferior y superior y el núcleo rojo.

18 Cerebro superior Este fue el ultimo en llegar, esta localizado en las zonas frontales y superiores del cerebro, aquí es donde se ubica la mayor parte de la acción de los primates y de los seres humanos. Por encima de esta se encuentra la corteza cerebral, que esta dividida en dos mitades izquierda y derecha denominadas hemisferios.

19 Corteza cerebral y sus funciones
Pensamiento Movimiento Voluntario Lenguaje Razonamiento Percepción La palabra "corteza" viene del latín. Recibe ese nombre porque forma una capa de tejido que conforma la cubierta externa del cerebro. Su grosor va de2 a 6 mm. Los lados derecho e izquierdo de la corteza se conectan mediante una banda gruesa de fibras llamada el "cuerpo calloso". En los mamíferos superiores como los humanos, la corteza cerebral luce como si tuviera muchas protuberancias y surcos. Las protuberancias son llamadas giros y los surcos circunvoluciones. Los mamíferos inferiores como las ratas y ratones tienen pocos giros y circunvoluciones

20 Hemisferios Cerebrales

21 Hemisferios cerebrales
El cerebro está constituido por dos mitades, la mitad derecha llamada hemisferio derecho y la mitad izquierda llamada hemisferio izquierdo. Ambos hemisferios están conectados entre sí por una estructura denominada Cuerpo Calloso, formado por millones de fibras nerviosas que recorren todo el cerebro. Gracias a estas fibras, los dos hemisferios están continuamente conectados.

22 Hemisferios cerebrales
Cada hemisferio está especializado en funciones diferentes, de ahí que uno de los aspectos fundamentales en la organización del cerebro lo constituyan las diferencias funcionales que existen entre los dos hemisferios, ya que se ha descubierto que cada uno de ellos está especializado en conductas distintas. Conviene saber también, que existe una relación invertida entre los dos hemisferios y nuestro cuerpo. Por consiguiente, el hemisferio derecho se encarga de coordinar el movimiento de la parte izquierda de nuestro cuerpo, y el hemisferio izquierdo coordina la parte derecha.

23 Funciones del Hemisferio Derecho
La parte derecha está relacionada con la expresión no verbal. Está demostrado que en él se ubican la percepción u orientación espacial, la conducta emocional (facultad para expresar y captar emociones), facultad para controlar los aspectos no verbales de la comunicación, intuición, reconocimiento y recuerdo de caras, voces y melodías. El cerebro derecho piensa y recuerda en imágenes. Diversos estudios han demostrado que las personas en las que su hemisferio dominante es el derecho estudian, piensan, recuerdan y aprenden en imágenes, como si se tratara de una película sin sonido. Estas personas son muy creativas y tienen muy desarrollada la imaginación.

24 Funciones del Hemisferio Izquierdo
El hemisferio izquierdo es el dominante en la mayoría de los individuos. Parece ser que esta mitad es la más compleja, está relacionada con la parte verbal. En el se encuentran dos estructuras que están muy relacionadas con la capacidad lingüística del hombre, el "Area de Broca" y "Area de Wernicke"(áreas especializadas en el lenguaje y exclusivas del ser humano). La función especifica del "Area de Broca" es la expresión oral, es el área que produce el habla. Por consiguiente, un daño en esta zona produce afasia, es decir, imposibilita al sujeto para hablar y escribir.

25 Funciones del Hemisferio Izquierdo
El "Área de Wernicke" tiene como función específica la comprensión del lenguaje, ya que es el área receptiva del habla. Si esta zona se daña se produce una dificultad para expresar y comprender el lenguaje. Además de la función verbal, el hemisferio izquierdo tiene otras funciones como capacidad de análisis, capacidad de hacer razonamientos lógicos, abstracciones, resolver problemas numéricos, aprender información teórica, hacer deducciones, etc.

26 Lóbulos cerebrales

27 Lóbulos cerebrales Algunas de las funciones del cerebro se llevan a cabo en partes concretas del mismo. Los lóbulos cerebrales son divisiones físicas de la corteza cerebral que cumplen funciones especializadas: Lóbulo Occipital (rojo). En el lóbulo occipital reside la corteza visual y por lo tanto está implicado en nuestra capacidad para ver e interpretar lo que vemos. Lóbulo Parietal (amarillo). El lóbulo parietal tiene un importante papel en el procesamiento de la información sensorial procedente de varias partes del cuerpo, el conocimiento de los números y sus relaciones y en la manipulación de los objetos.

28 Lóbulos cerebrales Lóbulo Temporal (verde). Las principales funciones que residen en el lóbulo temporal tienen que ver con la memoria. El lóbulo temporal dominante está implicado en el recuerdo de palabras y nombres de los objetos. El lóbulo temporal no dominante, por el contrario, está implicado en nuestra memoria visual (caras, imágenes,…). Lóbulo Frontal (azul). El lóbulo frontal se relaciona con el control de los impulsos, el juicio, la producción del lenguaje, la memoria funcional (de trabajo, de corto plazo), funciones motoras, comportamiento sexual, socialización y espontaneidad. Los lóbulos frontales asisten el la planificación, coordinación, control y ejecución de las conductas.

29 Otras estructuras cerebrales
Hipotálamo Funciones: Temperatura corporal Emociones Hambre Sed Ritmos Circadianos El hipotálamo está compuesto de diversas áreas y se localiza en la base del cerebro. Sólo tiene el tamaño de una semilla muy pequeña (cerca de 1/300 del peso cerebral total), pero es responsable de funciones muy importantes, como el control de la temperatura corporal. el hipotálamo actúa como un termostato percibiendo cambios en la temperatura corporal y respondiendo con señales para ajustarla. Por ejemplo, si estás muy caliente, el hipotálamo lo detecta y envía señales para expandir los capilares de tu piel. Esto hace que la sangre se enfríe más rápido. El hipotálamo también controla la pituitaria o hipófisis.

30 Tálamo Funciones: Integración Sensitiva Integración Motora
El tálamo recibe información sensitiva y la envía a la corteza. La corteza también envía información al tálamo, éste la transmite a otras áreas del cerebro y la médula espinal.

31 Sistema Límbico Funciones: Comportamiento Emocional
El sistema límbico (o áreas límbicas) es un grupo de estructuras que incluye la amígdala, el hipocampo, los cuerpos mamilares y el giro cingulado. Son importantes para controlar la respuesta emocional a situaciones determinadas. El hipocampo también es importante para la memoria.

32 Otras áreas: Hipocampo Funciones: Aprendizaje Memoria
El hipocampo es una parte del sistema límbico importante para la memoria y el aprendizaje. Ganglios Basales Funciones: Movimiento Los ganglios basales son un grupo de estructuras, incluyendo el globus pallidus, el núcleo caudado, el núcleo subtalámico, el putamen y la sustancia nigra, importantes para la coordinación del movimiento.

33 Interconexión de las estructuras cerebrales
Muchos aspectos de nuestro funcionamiento cotidiano, como la atención, la memoria, el aprendizaje o las habilidades motoras dependen de múltiples zonas del cerebro. Los hemisferios suelen trabajar juntos para comprender y responder al entorno. Las neuronas establecen cientos de sinapsis con otras neuronas. Así que aprender y pensar sobre cualquier asunto tiende a ocurrir de una manera distribuida entre distintas zonas del cerebro.

34 Desarrollo del cerebro
Desarrollo Prenatal Aproximadamente unos 25 días después de que se haya producido la concepción, aparece por primera vez el cerebro con la forma de un diminuto tubo. Ese tubo se va haciendo más largo y empieza a colapsarse en diferentes secciones (Rayport, 1992). Aparecen tres cámaras, que se convertirán eventualmente en el cerebro superior, el medio y el inferior. Rápidamente se forman las neuronas, que se reproducen en la parte interior del tubo; entre la semana 15 y la 20 del desarrollo prenatal, las neuronas se reproducen al sorprendente ritmo de entre 50, 000 a 100,000 nuevas células por segundo. En este momento se forman la gran mayoría de las neuronas que una persona tendrá en toda su vida.

35 Continuación Durante el segundo trimestre del desarrollo prenatal las neuronas se desplazan a diferentes lugares, inmersa en diferentes sustancias químicas y sustentadas por las células gliares. Cuando llegan, envían dendritas y axones que las conectan con otras neuronas. Las que establecen contactos sobreviven y empiezan a adoptar funciones especificas, mientras que las demás suelen morir. Las neuronas excedentes pueden eliminarse sin peligro.

36 Desarrollo durante la infancia y la niñez temprana
En el momento de nacer, el cerebro humano supone una cuarta parte del tamaño adulto, pero hacia los tres anos, ya abría alcanzado tres cuartas partes de su tamaño adulto. La corteza cerebral es la parte menos madura del cerebro en el momento de nacer, de manera que los cambios que se producen en la misma durante la infancia y la niñez temprana probablemente expliquen la mayoría de los progresos que podemos observar en el razonamiento y el pensamiento de los niños. Durante estos primeros anos hay tres procesos principales que definen el desarrollo cerebral: sinaptogénesis, poda sináptica y mielinación.

37 Sinaptogénesis Las neuronas empiezan a establecer sinapsis antes del nacimiento, esto aumenta de manera espectacular luego del mismo. Las neuronas lanzan nuevas dendritas hacia cualquier parte para entrar en contacto con un gran numero de vecinas. Eventualmente , esta rápida proliferación de sinapsis se detiene. El momento en que se produce esta pausa depende de la zona del cerebro de que se trate: por ejemplo, las sinapsis alcanzan su apogeo en la corteza auditiva (lóbulos temporales) alrededor de los tres meses, en la corteza visual (lóbulos occipitales) alrededor de los doce meses, y en los lóbulos frontales, hacia los dos o tres años.

38 Poda Sináptica Conforme el niño crece, si una red sináptica no ha sido utilizada, el sistema nervioso optará por cortar las conexiones. Este es un fenómeno que se conoce como "poda sináptica", es decir, el sistema nervioso poda, corta, las sinapsis sin usar para así obtener más energía y especialización en lo que sí hace la persona. Jay Giedd, del Instituto Nacional de Salud Mental, quien lleva años aplicando técnicas de imagenología cerebral a base de resonancia magnética con cientos de niños. El primer concepto importante derivado de su trabajo es lo que llaman los científicos la “poda sináptica”. En un reporte de 1999, Giedd y su equipo documentaron que durante la adolescencia, las personas pierden cerca de uno por ciento de la materia gris cada año hasta los primeros 20.

39 Continuación Este proceso de poda no elimina neuronas, lo que elimina son conexiones entre neuronas, deshaciéndose de enlaces que se produjeron de más durante la infancia y que tendrán poco valor para el cerebro adulto. Un informe que publicó la revista Time el pasado septiembre señaló que a nivel general, se puede hablar de que el cerebro va madurando de atrás para adelante. Las primeras áreas en quedar listas, ubicadas en la parte trasera del encéfalo, son las fundamentales zonas a cargo de los sentidos y movimientos. Después maduran las regiones implicadas en el manejo del lenguaje y la orientación en el espacio.

40 Continuación Las últimas zonas cerebrales en madurar son las que se encuentran en la parte más delantera del lóbulo frontal, áreas a cargo de lo que podríamos llamar las funciones superiores. Ahí se controlan los impulsos, el juicio y la toma de decisiones, de modo que quizás la poda no terminada en esta zona explique en parte los errores de decisión que toma un adolescente promedio. Sarah-Jayne Blakemore, del Instituto de Neurociencia Cognitiva en el University College, de Londres, apuntó que la eliminación de conexiones “es como podar un rosal. No quieres demasiadas ramas, porque entonces ninguna puede crecer realmente fuerte. La poda permite que otras sean fortalecidas”.

41 Mielinización La mielinización es la formación de mielina, una sustancia blanca y adiposa que cubre las células nerviosas y forma una capa aislante. La capa de mielina permite la conducción de señales o impulsos entre nuestro cerebro y el resto de las células de nuestro cuerpo.

42 Mielinización La mielinización es la formación de mielina, una sustancia blanca y adiposa que cubre las células nerviosas y forma una capa aislante. La capa de mielina permite la conducción de señales o impulsos entre nuestro cerebro y el resto de las células de nuestro cuerpo. La mielinización comienza durante el tercer trimestre de gestación, y continúa durante muchos años luego del nacimiento. Existen muchos hitos de desarrollo neurológico a los que los doctores hacen seguimiento durante los primeros 24 meses de la niñez. Este proceso explica una considerable proporción del incremento en tamaño del cerebro, también estimula la capacidad del cerebro para responder al entorno de una manera mas rápida y eficiente.

43 Desarrollo durante la niñez, adolescencia y edad adulta
La poda sináptica continua durante la niñez media y la adolescencia, sobre todo en la corteza, mientras que la mielinización se sigue produciendo incluso durante la década de los veinte. Desde la niñez media hasta el final de la adolescencia, incluso la edad adulta diversas partes del cerebro incrementan su tamaño como los lóbulos frontales y temporales, el hipocampo y la amígdala y el cuerpo calloso. Los lóbulos frontales evidencian una maduración significativa hacia el final de la adolescencia y principios de la edad adulta lo que permite una mejor atención, planificación y control de impulsos. Ocurren cambios en los niveles hormonales y de los neurotransmisores que de no ocurrir pudiera desembocar en una distorsión importante en el funcionamiento cerebral.

44 Factores que influyen en el desarrollo del cerebro
Ciertamente la herencia desempeña un papel en el desarrollo del cerebro, ejemplo: las instrucciones genéticas guían procesos como la migración celular, la sinaptogénesis y la mielinización ( Bruer, 1999). La herencia asegura que las cosas funcionaran adecuadamente y que el cerebro continuara creciendo y restructurándose a si mismo. Por otro lado las efectos ambientales también ejercen su efecto. Ej, malnutrición, tóxicos. También influyen las oportunidades de aprendizaje ya que permiten el desarrollo de sinapsis números y fuertes.

45 ¿Existen periodos críticos en el desarrollo del cerebro?
Visión es critica entre los dos y cinco, si hay problemas, ej., cataratas y n o se remueven quirúrgicamente antes de los cinco años, los niños desarrollan una ceguera funcional en el ojo afectado de cataratas. ( Bruer, 1999) Lenguaje: si los niños no escuchan el lenguaje durante los primeros anos de vida, suelen tener problemas para adquirirlos posteriormente. (Curtiss, 1977, Newport, 1990). Aprender una segunda lengua: Durante los primeros 10 años de vida se hace mas fácil pronunciar y dominar los tiempos verbales de un segundo idioma. Sin embargo se desconoce si hay periodos críticos en todos los dominios del conocimiento.

46 Previsible vs. Dependiente de la experiencia
Previsible: utiliza las experiencias que puede encontrar en cualquier entorno para potenciar su capacidad. (son capacidades que los seres humanos tenemos desde hace milenios, ej. percepción visual, lenguaje). Dependiente de la experiencia: son capacidades exclusivas de culturas determinadas y que aparecen solo cuando las condiciones ambientales las promueven.

47 El cerebro esta Predispuestos o aprendemos cosas.
Según la teoría innatista los seres humanos venimos predispuestos a adquirir ciertas destrezas. Ej., lenguaje no nacemos sabiendo un lenguaje, sin embargo estamos predispuestos a adquirir el lenguaje que escuchamos. Por otro lado teóricos como Flavell y Miller sostienen que los seres humanos disponen de un conocimiento básico sobre el mundo físico. Este tipo de conocimiento tendría ventajas evolutivas y proporcionaría a los seres humanos en una posición ventajosa para aprender cosas de su entorno.

48 Implicaciones educativas de la investigación del cerebro
Es algo que todavía necesita mucho estudio, pero hay unos puntos que parecen irrefutable: Resulta inevitable, e incluso deseable, la perdida de cierto numero de sinapsis. Muchos entornos facilitan el desarrollo neurológico normal. Los primeros años de vida son importantes para el aprendizaje, pero es un proceso a largo plazo. No existe cosas como la enseñanza para el cerebro izquierdo o derecho. Aquellos aspectos evolutivos que se caracterizan por la existencia de periodos críticos siempre permanece al menos una rendija abierta para nuevos aprendizaje. La investigación sobre el cerebro puede ayudar a perfeccionar las teorías sobre el aprendizaje y el conocimiento, y permite que los psicólogos obtengan una mejor perspectiva del tipo de métodos educativos y de intervenciones terapéuticas que tendrán una mayor eficacia en el aprendizaje y en la conducta.

49 referencias Ormrod, Jeanne (2011). Aprendizaje humano, 4ta edición. Pearson Educación , S.A., Madrid.