NEUROCIENCIA Y EDUCACION Tomás Ortiz Alonso Doctor en Medicina y en Psicología Catedrático y Director del Departamento de Psiquiatría y Psicología Médica de la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid.

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No podemos ir de la Neurociencia a la clase, porque no sabemos bastante sobre Neurociencia. Kathleen Madigan. Buyer beware: too early to use brain-based strategies. Basis Education Online. Edition 45, Oregon, 2001. Ortiz,T. Neurociencia y Educación, Alianza Editorial, Madrid, 2010

CONCEPTOS PRELIMINARES LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE SON CONSIDERADOS POR LOS NEUROCIENTIFICOS COMO PROCESOS CEREBRALES EN LOS CUALES EL CEREBRO REACCIONA ANTE UN ESTIMULO, LO ANALIZA, LO PROCESA, LO INTEGRA Y LO EJECUTA

CONCEPTOS PRELIMINARES EL CONTINUO CAMBIO CEREBRAL EN SU INTERACCION CON EL MEDIO AMBIENTE, en base a la biología y la experiencia, A LO LARGO DE LA VIDA, con especial interés en la etapa infantil, DETERMINARÁ LA ESTRUCTURA Y EL FUNCIONAMIENTO CEREBRAL Koizumi, 2004

CONCEPTOS PRELIMINARES EN ESTE SENTIDO EL COMIENZO DE LA ESTIMULACIÓN AMBIENTAL REGLADA, LAS EMOCIONES, LAS MOTIVACIONES, EL APRENDIZAJE A TRAVÉS DE LA ACCIÓN SERÁN DEFINITIVOS EN EL DESARROLLO OPTIMO DEL CEREBRO Goswami, 2004

PROCESOS NEUROBIOLÓGICOS IMPLICADOS PLASTICIDAD CEREBRAL DENDROGENESIS (+ infancia ) MIELOGENESIS (+ adolescencia) El en proceso de maduración las conexiones neuronales producidas por la sinapsis llevan a cabo diferentes procesos por un lado muchas sinapsis pueden ser generadas (sinaptogensis), otras pueden ser eliminadas (prunning), pueden generarse nuevas conexiones con mismos terminales o cercanos de otras neuronas (dendrogennesis), pueden conectarse nuevas neuronas distantes entre si ( mielogenesis) o muchas sinapsis pueden ser moduladas, afianzadas en base a la información recibida. El cerebro continuamente esta percibiendo procesando e integrando informaciòn lo que lleva a cambios en las conexiones y redes neuronales cerebrales

Neuroplasticidad ESTADO NATURAL ENTRENAMIENTO APRENDIZAJE NEURONA EN NEURONA DURANTE EL ENTRENAMIENTO NEURONA TRAS EL APRENDIZAJE

NEUROPLASTICIDAD La Neuroplasticidad es un proceso mediante el cual las neuronas consiguen aumentar sus conexiones con otras neuronas y éstas hacerlas estables como consecuencia de la experiencia, el aprendizaje y la estimulación sensorial y cognitiva Feldman y Brecht, Sience, 2005

Neuroplasticidad “la adquisición de nuevas habilidades requiere muchos años de práctica mental y física. Para entender plenamente este complejo fenómeno se hace necesario admitir, además del refuerzo de vias orgánicas preestablecidas, la formación de vías nuevas por ramificación y crecimiento progresivo de la arborización dendrítica y terminales nerviosas”. Ramon y Cajal 1904

Neuroplasticidad Existen muchas sinapsis que son poco o nada funcionales, puesto que cada neurona establece en su campo dendrítico un número elevado de conexiones sinápticas que la relacionan, en variadas escalas de intensidad con un número elevado de otras neuronas, el "entrenamiento repetitivo", puede mejorar estas sinapsis y hacerlas funcionales

La actividad regular y sistemática estimula el crecimiento dendrítico y aumenta el número de conexiones sinápticas entre las ya existentes.

¿QUE PASA EN LA PRIMERA INFANCIA?

Santiago Ramón y Cajal Cuando nacemos tenemos el mismo tamaño cerebral pero a medida que vamos madurando aumenta el peso del cerebro por el neuropilo consecuencia de la la neuroplasticidad “Todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro”

NEURODESARROLLO

NEURONAS CEREBRALES EN FUNCION DE LA EDAD NEURONAS CEREBRALES EN FUNCION DE LA EDAD. ESPECIAL ATENCIÓN A LA PODA NEUROLÓGICA Recién nacido Tres meses Dos años Seis años Catorce años

PROCESOS NEUROBIOLÓGICOS IMPLICADOS PERIODOS CRITICOS Coinciden con el desarrollo neuroanatómico en el que se puede conseguir un mejor resultado en la estimulación: mas orientado a procesos sensoriales, simples, primitivos. Gran desarrollo en los primeros años de vida. El en proceso de maduración las conexiones neuronales producidas por la sinapsis llevan a cabo diferentes procesos por un lado muchas sinapsis pueden ser generadas (sinapogenexis), otras pueden ser eliminadas (prunning), pueden generarse nuevas conexiones con mismos terninales o cercanos de otras neuronas (dendrogennesis), pueden conectarse nuevas neuronas distantes entre si ( mielogenesis) o muchas sinapsis pueden ser moduladas, afianzadas en base a la información recibida. El cerebro continuamente esta percibiendo procesando e integrando informaciòn lo que lleva a cambios en las conexiones y redes neuronales cerebrales Pena y col., 2003, Kisilisky y col, 2004

PROCESOS NEUROBIOLÓGICOS IMPLICADOS PERIODOS SENSITIVOS Coincide con el tiempo en el que el cerebro está mejor dispuesto al cambio, es la oportunidad, interviene el ambiente, la motivación, interés etc. Mas orientado a procesos complejos. Se da a a lo largo de toda la vida con una mayor incidencia en la etapa infantil y adolescente El en proceso de maduración las conexiones neuronales producidas por la sinapsis llevan a cabo diferentes procesos por un lado muchas sinapsis pueden ser generadas (sinapogenexis), otras pueden ser eliminadas (prunning), pueden generarse nuevas conexiones con mismos terninales o cercanos de otras neuronas (dendrogennesis), pueden conectarse nuevas neuronas distantes entre si ( mielogenesis) o muchas sinapsis pueden ser moduladas, afianzadas en base a la información recibida. El cerebro continuamente esta percibiendo procesando e integrando informaciòn lo que lleva a cambios en las conexiones y redes neuronales cerebrales Stevens y Fields, 2000

Desarrollo EEG asociado a crecimiento de conexiones nerviosas Estudio sueco (Fischer & Rose, 1995; Kitchener et al., 1993) Varios investigadores han identificado crecimientos intermitentes de las conexiones nerviosas desde la infancia hasta la niñez, basados en el aumento de peso del cerebro y del tamaño del cráneo y en los cambios en la actividad eléctrica de la corteza, medida con EEG (Epstein, 1980; Hudspeth & Pribran, 1992, Thatcher, 1991, 1994). Estos crecimientos coinciden con el rendimiento alto de los niños en los tests de inteligencia y con una transformación importante en la corteza cognitiva. El estudio sueco se medía el EEG de individuos en estado de alerta, tranquilo, de 1 a 21 años. El primer crecimiento de conexiones nerviosas ocurrió alrededor de 1 ½ a 2 años, un período en el que prospera la representación y el lenguaje. Los siguientes tres aumentos, a los 9, 12 y 15 años, probablemente reflejen el refinamiento abstracto. Otra aceleración de los 18 ó 20 años, señala la capacidad para el pensamiento maduro, reflexivo

Giedd y col (2004). Gogtay y col (2004) MADURACION CORTICAL Cuanto mas rojo menos maduro (disminución d ela sustanacia gris- poda neurológica de loas conexiones menos debiles) Madura antes el hemisferio izquierdo. Maduran antes las areas primarias Giedd y col (2004). Gogtay y col (2004)

EJEMPLOS

Variabilidad individual en la localización y extensión del córtex receptivo Sujeto 1 Sujeto 3 Sujeto 2

Córtex específico para el lenguaje receptivo en sujetos Bilingües Inglés Castellano Niño bilingüe materno Adolescente Adulto

BILINGÜISMO El aprendizaje de otras lenguas favorece diferentes conexiones cerebrales y aumenta la conectividad de las mismas en áreas diferentes a las propiamente lingüísticas como puede ser la activación del hemisferio derecho y de áreas occipitales del mismo (Leonard y col, 2010)

Fig. 1. Group dSPM images of the mean activity during early visual word encoding (¡«136 ms post-stimulus onset) for 11 subjects. Spanish (L1) showed strongly left lateralized activity in VOT(cortex occipito temporal ventral. In contrast, English (L2) showed activity in bilateral VOT (green arrow). In addition, right VOT in L2 showed an effect of stimulus repetition (purple arrow). Signi.cance levels (a measure of signal to noise) are indicated by the color bar.( Leonard y col, 2010) Leonard y col, 2010

CEREBRO Y BILINGÜISMO Los bilingües o políglotas no tienen un cerebro con diferentes áreas cerebrales para cada lengua, ni regiones cerebrales exclusivas. Igualmente, las funciones cognitivas clásicamente asociadas a cada hemisferio cerebral siguen siendo las mismas en todos los individuos.

BILINGÜISMO El bilingüismo se asocia tambien con una mayor rapidez en la percepción del lenguaje en niños bilingües (Kuipers y Thierry, 2010) y una mejora en la plasticidad cerebral (Athanasopoulos y col. 2010).

Cuando aprender dos lenguas Hull y col 2007, la lateralización cerebral está firmemente influida por la edad de adquisición de la L2: los bilingües que adquieren su L2 antes de los 6 años muestran una mayor participación de ambos hemisferios, mientras que para aquellos que la adquieren posteriormente, el hemisferio dominante para las dos lenguas es el izquierdo.

PERIODO CRITICO PARA EL APRENDIZAJE DE LENGUAS

Problemas: Tiempo de ejecución del lenguaje

CORRELATO MAGNETOENCEFALOGRAFICO DE LA INTERVENCION PSICOLOGICA EN LA DISLEXIA (Top-Down)

Figure 1 Changes in cortical output maps associated with learning a five-finger exercise on the piano (modified from Pascual-Leone 1996, Pascual-Leone et al. 1995). A: Cortical output maps for the finger flexors of the trained and the untrained hands of a representative subject (see text and Pascual-Leone et al. 1995 for details on mapping method). Note the marked changes of the output maps for the trained hand following practice and the lack of changes for the untrained hand. Note further the significant difference in cortical output maps for the trained hand after the practice sessions on days 3–5. B: Serial cortical output maps to finger flexors in a representative subject during five weeks of daily (Monday to Friday) practice of the five-finger exercise on the piano. Note that there are two distinct processes in action, one accounting for the rapid modulation of the maps from Mondays to Fridays and the other responsible for the slow and more discrete changes in Monday maps over time. C: Average cortical output maps for the finger flexors of the trained hand in subjects undergoing daily physical versus mental practice. Note the similarity in output maps with either form of practice. 34 34

LINEA BASE

RECONOCIMIENTO

VISION TACTIL

A LA VISTA DE LO EXPUESTO ¿QUE PROGRAMA DE ACTUACIÓNNEUROPSICOPEDAGOGICA PROPONEMOS PARA MEJORAR EL CEREBRO DE NUESTROS NIÑOS?

PRIORIDADES EVOLUCIÓN MEJORA MEJORA FUERZA DE VOLUNTAD CONSTANCIA

FAVORECER LOS VALORES Los valores son estrategias que han sido exitosas a lo largo de nuestra vida y QUE HAN LLEGADO A SER ADAPTATIVAS. Esta definición choca con la idea de valor como algo divino, humano, excepcional, bueno o malo

Otro ejemplo: La fuerza de la voluntad recurre a la evaluación de una perspectiva y dicha evaluación no tiene lugar si la atención no se dirige adecuadamente a la molestia inmediata y a la recompensa futura, al sufrimiento actual y a la gratificación futura. En el fondo la fuerza de voluntad no es ni mas ni menos que elegir en función de resultados a largo plazo

Este tipo de comportamientos también se observa en los animales, concretamente en los flamencos. Estos animales se ponen a la pata coja para cortejar a la hembra y el que más aguante se la lleva. Son comportamientos exitosos adaptativos también en los animales (en este caso la reproducción).

Los valores pues obedecen a leyes naturales, no a algo divino Los valores pues obedecen a leyes naturales, no a algo divino. Los valores cambian según las exigencias culturales, sociales y el entorno familiar y emocional en el que el niño se desenvuelve.

VENTAJAS DE LOS VALORES Unos buenos valores nos permitirán decisiones ventajosas en términos de resultados personales, sociales mentales, físicos y de adaptabilidad al medio ambiente

No sobre como son las cosas (conocimiento descriptivo) FAVORECER EL CONOCIMIENTO PRECEPTIVO Consiste en enseñar para qué deberían ser las cosas, es decir el conocimiento de lo que hay que hacer para adaptarlas a nuestros deseos y necesidades. No sobre como son las cosas (conocimiento descriptivo)

Tener una cognición preceptiva deficiente conlleva una gran incapacidad para utilizar el conocimiento como guía de nuestra propia conducta

Conocimiento Conocimiento preceptivo descriptivo Undoubtedly, the relationship between negative symptoms and cognitive function is complex and not necessarily reducible to the latter causing the former. Indeed, Hemsley (1987; 1994) proposed a neural model implicating interactions between nodes in a network that included hippocampus, prefrontal cortex, and cingulate cortex, the failure of which ultimately results in impaired sensory filtering. The idea that M50 may coincide with prefrontal cortex activity is also consistent with the findings of Knight et al. (1999) showing that successful inhibitory functioning in STG is largely determined via connection with prefrontal cortex.

Tiempo entre estímulos FAVORECER EL ENTRENAMIENTO COGNITIVO Post-entrenamiento (Resultado) Pre-entrenamiento Entrenamiento Estímulos emparejados Estímulos no emparejados o al azar Emparejamiento regresivo Estimulo pedagógico asociado Objetivo de aprendizaje Tiempo entre estímulos

COCIENTE INTELECTUAL - RAVEN Programa informático Supermat: www.cerebrovirtual.com Programa Supermat- niños de 5º de EGB

EDUCAR EL SUEÑO El sueño es básico para la consolidación de la memoria y la mejora de la plasticidad neuronal. Uno de los problemas básicos de los niños con TDAH es las alteraciones en el sueño (Owens y col, 2000). Sueño REM: memorias de habilidades Sueño NREM: memoria declarativa (Ji y Wilson, 2007, Rasch 2007)

ENSEÑAR A COMER BIEN Siga una dieta relativamente baja en calorías Coma ligero Tome suplementos Coma alimentos de verdad No procesados Siga una dieta equilibrada Cereales, verduras, frutas, proteínas de soja, lácteros, Alimente a sus neurotransmisores DR D Singh Khalsa

ENSEÑAR A COMER BIEN Comer pocas grasas. Lo que es malo para el corazón lo es para el cerebro (cereales, verduras, legumbres, frutas, lácteos, pescados, etc) Evitar la hipoglucemia Único combustible es la glucosa Si el azúcar está bajo el cerebro funciona mal, pueden morir neuronas Si se sigue una dieta de hambre el cerebro pasa hambre

EDUCAR EN DESAYUNAR BIEN VIGILAR DESAYUNO Lácteos y omega 3 Frutas Cereales Zumos Dedicar tiempo al desayuno Rampersaud y col, 2005, Taras, 2005, Wesness y col, 2003

EDUCAR EN HIDRATARSE BIEN La mejor hidratación de nuestro organismo se lleva a cabo cuando bebemos regularmente de 8 a 10 vasos a lo largo del día. (Maughan y col, 2007, Grandjean y Grandjean, 2007)

FAVORECER LA ACTIVIDAD FISICA La actividad física tiene un efecto positivo en la funcionamiento cognitivo modificando la actividad de ciertas áreas cerebrales. Colcombe y Dramer, 2004

FAVORECER LA ACTIVIDAD FISICA El ejercicio posee efectos beneficiosos sobre la función cerebral, tales como promover la neuroplasticidad y aumentar el rendimiento del aprendizaje y la memoria, lo que puede ser debido al aumento de la expresión de varios factores neurotróficos Trejo y col. 2001

El equilibrio humano es el resultado de distintas integraciones sensorio-perceptivo-motriz, que conducen al aprendizaje propio. EQUILIBRIO

CORRER MODERADAMENTE………… ……AUMENTA FACTOR NEUROTRÓFICO NEURONAL

Danza Diferentes estudios se ha comprobado la eficacia de la danza en el aprendizaje, el lenguaje, la lectura y la atención; lo más curioso es que la relación entre el movimiento y el aprendizaje parece que continúa a lo largo de toda la vida . Jensen, , 2008

FAVORECER LA ATENCION Recientes investigaciones han demostrado que la atención es básica para la creación de nuevas conexiones neuronales y para la formación de circuitos cerebrales estables, el establecimiento de circuitos y conexiones neuronales estables y duraderas solamente ocurre cuando se presta atención Merzenich, MM. y Syka, J (2005)

PROFESORES Favorecer la atención mediante contenidos cortos y precisos de nos mas de 15 minutos Conocimiento preceptivo y no descriptivo Crear un ambiente estimular escolar positivo potenciando la motivación con clases muy dinámicas y novedosas Antes de cada nuevo boque de aprendizaje escolar llevar a cabo 5 minutos de ejercicios de estimulación vestibular y equilibrio, beber un trago de agua antes de cada clase antes de cada e inspirar y expirar profundamente 10 veces

PADRES Sueño: hora de acostase y de levantarse Desayuno: al menos (los alérgicos a lactosa, gluten, etc.. ingerirán los productos equivalentes indicados por su médico): Un vaso de leche y/o yogur y/o queso (no postres industriales). Cereales enriquecidos, muesli. Pan, preferiblemente una tostada de panadería con aceite de oliva (No bollería industrial). Zumo Es recomendable que alguno de los alimentos contenga Omega 3. Fruta en colegio a media mañana Actividad física: 30’ y 60’ de actividad física (deporte, juegos) y al menos 5’ de ejercicios de equilibrio Atención: 10-20’ de ejercicios de atención y alrededor de 20’ de manualidades NO TV sin control y como mucho a un máximo de 45’ (incluido tiempo de videojuegos en su caso)

MUCHAS GRACIAS POR SU TIEMPO Y ATENCIÓN