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¿Qué es la neurociencia?

La neurociencia es el conjunto de disciplinas científicas que estudian el sistema nervioso, con el fin de acercarse a la comprensión de los mecanismos que regulan el control de las reacciones nerviosas y del comportamiento del cerebro. Existen múltiples disciplinas como la neuroanatomía, neurofisiología, neurofarmacología, neuroquímica... etc. Es por ello que la neurociencia debe ser estudiada de manera integrada y complementaria con el fin de comprender la complejidad del cerebro.

Aprendizaje y Neurociencia

Aprender es, en esencia, ser capaz de sobrevivir. El hombre aprendió cómo hacer fuego para calentarse y cocinar la carne y, así, enfermar menos. Aprendió a cultivar la tierra para asegurar alimento independientemente de la suerte en la caza y construyó viviendas que resistieran a la lluvia y el frío. Aprendiendo el hombre se forjó un futuro y solo así aseguró la continuidad de la especie.

El cerebro sigue siendo un gran desconocido, pero hace 30 años aún lo era más. Los avances en neurociencias han permitido comprender cómo funciona el cerebro y ver el importante papel que la curiosidad y la emoción tienen en la adquisición de nuevos conocimientos. En la actualidad se ha demostrado científicamente que, ya sea en las aulas o en la vida, no se consigue un conocimiento al memorizar, ni al repetirlo una y otra vez, sino al hacer, experimentar y, sobre todo, emocionarnos. Las emociones, el aprendizaje y la memoria están estrechamente relacionadas. Desde el punto de vista de la neurociencia educativa, cabe destacar que la inteligencia es un concepto multidimensional, por eso un mismo ambiente de aprendizaje debe llevar a los niños a explorar, pensar y expresar sus ideas a través de una variedad de diferentes códigos.

La Neurociencia y la educación

Por lo que concierne a la neurociencia en la educación, hoy día hay diversas pruebas de cómo un ambiente de aprendizaje equilibrado y motivador requiere a los niños de un mejor aprendizaje. Es por ello que los niños aprenden "socialmente", construyendo activamente la comprensión y los significados a través de la interacción activa y dinámica con el entorno físico, social y emocional con los cuales entran en contacto.

La neuroeducación recomienda que durante los primeros años de vida los niños estén en contacto con la naturaleza y no se les fuerce a permanecer sentados y quietos mucho tiempo, pues a esas edades es cuando se construyen las formas, los colores, el movimiento, la profundidad... con los que luego se tejerán los conceptos. Para poder madurar, es decir, crear nuevas redes de neuronas, el cerebro necesita experiencias nuevas. De los 10 a los 12 años, en cambio, el cerebro está específicamente receptivo a aprender aptitudes, por lo que es el momento de potenciar la comprensión de un texto y de que aprendan a razonar de forma matemática. Y, en la adolescencia, el cerebro es plenamente emocional y choca con el actual modelo educativo que en esta etapa les obliga a aprender biología, física, química... materias totalmente racionales.

Por poner un ejemplo, muchas personas han olvidado el nombre de los Reyes Godos o la fórmula para calcular la velocidad de caída de un cuerpo pero, en cambio, recuerdan lo divertidas que eran las clases de ese profesor en especial (puede que de mates, lengua, historia... cada uno tendrá el suyo) que despertaba su interés con ejercicios prácticos e historias sobre cada tema. Fue él quien consiguió despertar tu atención e interés, y por el que decidiste estudiar lo que después estudiaste... La emoción es fundamental en el aprendizaje, para quien enseña y para quien aprende. Ese profesor hizo que la información en clase la captásemos por medio de nuestros sentidos y para que después pasara por el sistema límbico o cerebro emocional antes de ser enviada a la corteza cerebral, encargada de los procesos cognitivos. Dentro del sistema límbico, la amígdala tiene una función esencial: es una de las partes más primitivas del cerebro y se activa ante eventos que considera importantes para la supervivencia, lo que consolida un recuerdo de manera más eficiente.

Otro factor a tener en cuenta es la sorpresa, puesto que activa la amígdala. El cerebro es un órgano al que le gusta procesar patrones (entender cosas que se repiten siempre de la misma forma); es la manera como se enfrenta al mundo que lo rodea. Ahora bien, todo aquello que no forma parte de esos patrones se guarda de manera más profunda en el cerebro. De ahí que usar en la clase elementos que rompan con la monotonía benefician su aprendizaje.

Por último, la empatía (el acercamiento emocional) es la puerta que abre el conocimiento y con él la construcción del ser humano. Además se ha descubierto que, al contrario de lo que se creyó durante mucho tiempo, el cerebro no es estático, sino que existen periodos críticos en los que un aprendizaje se ve más favorecido que otro. Por ejemplo para aprender a hablar el cerebro está más receptivo desde que uno nace hasta los siete años. Pero esto no quiere decir que después no pueda adquirir el lenguaje: la plasticidad del cerebro permitirá hacerlo aunque cueste más. Este descubrimiento de la existencia de periodos de aprendizaje abre nuevos debates sobre el sistema educativo y la necesidad de replantearse un nuevo modelo acorde con esta predisposición cerebral a adquirir nuevos contenidos concretos por etapas.

La cantidad de jóvenes desmotivados que no quieren continuar sus estudios o creen que lo que están aprendiendo no sirve para nada es alarmante. Y la única forma de combatirla es a través de maestros que enseñen a los niños a afrontar nuevos retos, que transformen el cerebro de sus alumnos aprovechando todas las herramientas que ofrece la neuroeducación para enseñar mejor. Algunos expertos afirman que si las clases fueran más vivenciales podrían impartirse más conocimiento en menos tiempo. Los docentes deberían aprovechar lo que se conoce del funcionamiento del cerebro para enseñar mejor. Los niños deben entusiasmarse por lo que están aprendiendo.

Con este objetivo ISEP presentó en 2015 el programa de Neuroeducación, un máster que proporciona conocimientos neuropsicológicos sobre cómo aprovechar mejor el desarrollo neurobiológico para adquirir aprendizajes y los diferentes trastornos o alteraciones neurológicas que afectan a la cognición y emociones en los niños y adolescentes, aportando herramientas para aprovechar el máximo sus posibilidades. Al mismo tiempo, y en función de la propia maduración del SNC, también se pretende desarrollar las habilidades que este posea. Se sabe que los seres humanos solo aprovechamos de media un 10% de nuestro potencial intelectual.

ISEP ofrece la posibilidad de especializarse en el área de la Neurociencia aplicada al ámbito educativo y del desarrollo infantil analizando las relaciones entre el cerebro y el aprendizaje desde una perspectiva evolutiva. Encontrar la mejor forma de adquirir conocimientos supone acabar con muchos problemas de aprendizaje catalogados como tal, pero que puede que solo sean una forma errónea de aprender. La neuroeducación permite encontrar la forma más adecuada para personalizar el proceso de aprendizaje y sacar el máximo partido de cada uno.

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¿Qué aporta la neurociencia al mundo del aprendizaje? | ISEP

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La neurociencia es el conjunto de disciplinas científicas que estudian el sistema nervioso, con el fin de acercarse a la comprensión de los mecanismos que regulan el control de las reacciones nerviosas y del comportamiento del cerebro. Existen múltiples disciplinas como la neuroanatomía, neurofisiología, neurofarmacología, neuroquímica... etc.

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La neurociencia es un campo de la ciencia que estudia el sistema nervioso y todos sus aspectos; como podrían ser su estructura, función, desarrollo ontogenético y filogenético, bioquímica, farmacología y patología; y de cómo sus diferentes elementos interactúan, dando lugar a las bases biológicas de la cognición y la conducta.​​​

Los hombres deben saber que el cerebro es el responsable exclusivo de las alegrías, los placeres, la risa y la diversión, y de la pena, la aflicción, el desaliento y las lamentaciones. Y gracias al cerebro, de manera especial, adquirimos sabiduría y conocimientos, y vemos, oímos y sabemos lo que es repugnante y lo que es bello, lo que es malo y lo que es bueno, lo que es dulce y lo que es insípido.

El estudio biológico del cerebro es un área multidisciplinar que abarca muchos niveles de estudio,​ desde el puramente molecular hasta el específicamente conductual y cognitivo, pasando por el nivel celular ( neuronas individuales), los ensambles y redes pequeñas de neuronas (como las columnas corticales) y los ensambles grandes (como los propios de la percepción visual) incluyendo sistemas como la corteza cerebral o el cerebelo, e incluso, el nivel más alto del sistema nervioso.

En el nivel más alto, las neurociencias se combinan con la psicología para crear la neurociencia cognitiva, una disciplina que al principio fue dominada totalmente por psicólogos cognitivos. Hoy en día, la neurociencia cognitiva proporciona una nueva manera de entender el cerebro y la consciencia, pues, se basa en un estudio científico que une disciplinas tales como la neurobiología, la psicobiología o la propia psicología cognitiva, un hecho que con seguridad cambiará la concepción actual que existe acerca de los procesos mentales implicados en el comportamiento y sus bases biológicas.

Las neurociencias ofrecen un apoyo a la psicología con la finalidad de entender mejor la complejidad del funcionamiento mental. La tarea central de las neurociencias es la de intentar explicar cómo funcionan millones de neuronas en el encéfalo para producir la conducta, y cómo a su vez, estas células están influidas por el medio ambiente. Tratando de desentrañar la manera de cómo la actividad del cerebro se relaciona con la psiquis y el comportamiento, revolucionando la manera de entender nuestras conductas y lo que es más importante aún: cómo aprende, cómo guarda información nuestro cerebro y cuáles son los procesos biológicos que facilitan el aprendizaje.

Es cierto que las formas espontáneas de desarrollo parecen una condición necesaria para las formas de funcionamiento cognoscitivo, pero no son condición suficiente.​ Existen nomenclaturas psicopatológicas, hoy aplicadas a los niños, que puede llevar a la medicalización de la infancia. ​

Algunos de los problemas aún no resueltos de la neurociencia son:

Las neurociencias exploran campos tan diversos como:

Entre las áreas relacionadas con la neurociencia se encuentran:

En 1791 Luigi Galvani, un fisiólogo de Bolonia, descubrió la existencia de actividad eléctrica en los animales. Había colgado la pata de una rana en un gancho de cobre suspendido de un balcón de hierro. La interacción entre los dos metales hacía que la pata se contrajera.

El fisiólogo llamó a esta forma de producir energía "bioelectrogénesis". A través de numerosos y espectaculares experimentos -como electrocutar cadáveres humanos para hacerlos bailar la "danza de las convulsiones tónicas"- llegó a la conclusión de que la electricidad necesaria no provenía del exterior, sino que era generada en el interior del propio organismo vivo, que, una vez muerto, seguía conservando la capacidad de conducir el impulso y reaccionar a él consecuentemente

Hermann von Helmholtz descubrió que la generación de electricidad por parte de los axones de las células nerviosas no es un producto secundario de su actividad, sino un medio para transmitir mensajes de un extremo a otro. Logró medir, en 1859, la velocidad de propagación de tales mensajes, y llegó a la conclusión de que se propagan a 27 metros por segundo.

Camillo Golgi desarrolló un método de tinción con cromato de plata, que permite colorear una neurona entre muchas otras.​ Compartió el Premio Nobel de Medicina de 1906 con Santiago Ramón y Cajal.

Santiago Ramón y Cajal dio a la célula nerviosa el nombre de neurona, unidad elemental del sistema de señalización del sistema nervioso. Descubre que el axón de una neurona solo se comunica con las dendritas de otra en regiones especializadas: las sinapsis. Además, una neurona determinada solo se comunica con ciertas células, y no con otras. En el interior de la neurona, las señales fluyen en una dirección única. Este principio permite determinar el flujo de la información en los circuitos neurales. Encontró que existen tres tipos principales de neuronas: sensorial, motora e interneurona.

Charles Sherrington estudió los fundamentos neurales del comportamiento reflejo. Descubrió que es posible inhibir las neuronas además de excitarlas, y que la integración de esas señales determina la acción del sistema nervioso.

Edgar Adrian ideó métodos para registrar los potenciales de acción, que son las señales eléctricas utilizadas por las neuronas para la comunicación. Descubre que son señales de tipo todo o nada, es decir, o bien se presentan completas o bien no se presentan en absoluto. Compartió el Premio Nobel de Medicina con Charles Sherrington.

Julius Bernstein, discípulo de Wilhelm Helmholtz, propuso en 1902 la hipótesis de la membrana porosa para describir el proceso de conducción eléctrica en las neuronas. Dedujo que hay una diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la célula nerviosa, incluso cuando la célula está en reposo.

Alan Hodgkin y Andrew Huxley desarrollaron investigaciones sobre el axón gigante de las células nerviosas de los calamares. Confirman la hipótesis de Julius Bernstein de que el potencial de membrana en reposo se genera por el desplazamiento de iones de potasio hacia el exterior de la célula y de iones de sodio hacia su interior. Compartieron el Premio Nobel de Medicina de 1963 con John Eccles, por la investigación sobre las bases iónicas de la transmisión nerviosa.

Henry Dale y Otto Loewi propusieron la teoría química de la transmisión sináptica. Descubrieron, en forma independiente, que cuando el potencial de acción de una neurona del sistema nervioso autónomo llega a los terminales del axón, causa la liberación de una sustancia química en la hendidura sináptica. Recibieron el Premio Nobel de Medicina de 1936.

Edwin Furshpan y David Potter descubrieron, en una langosta de río, que también es posible la transmisión eléctrica entre dos células nerviosas, si bien la mayoría de las sinapsis son de origen químico.

Bernard Katz descubrió que cuando un potencial de acción ingresa en la terminal presináptica causa la apertura de los canales de calcio, lo que permite la afluencia de este elemento químico al interior de la célula. La abundancia de calcio, a su vez, determina la liberación de los neurotransmisores en la hendidura sináptica. El neurotransmisor se une a los receptores superficiales de la neurona postsináptica, y las señales químicas se retraducen a señales eléctricas. Compartió el Premio Nobel de Medicina de 1970 con Ulf von Euler y Julius Axelrod por los estudios realizados sobre neurotransmisores.

Rodolfo Llinás cambió el dogma establecido desde que Ramón y Cajal enunció su ley de la polarización sobre el aspecto funcional de las neuronas. Rodolfo Llinás presentó el nuevo punto de vista funcional sobre la neurona en su artículo " The Intrinsic Electrophysiological Properties of Mammalian Neurons: Insights into Central Nervous System Function".​ Rodolfo Llinás con sus colaboradores investigó durante los años 80 el funcionamiento electrofisiológico de las neuronas en los vertebrados, descubriendo las propiedades electrofisiológicas. Anteriormente se habían observado propiedades intrínsecas en los invertebrados pero se pensaba que éstas eran únicamente una cuestión relativa a esa línea, pero Llinás y sus colaboradores demostraron que las neuronas de los vertebrados tienen propiedades electrofisiológicas intrínsecas. El nuevo punto de vista funcional sobre la neurona quedó resumido en lo que hoy es conocido por la Ley de Llinás.

El descubrimiento de cada sustancia química considerada mediadora de la intercomunicación neuronal aportaba nuevos elementos de conocimiento de la compleja red de conexiones entre células nerviosas y de sus correspondientes características funcionales.

Eric Kandel esclareció el papel de los transmisores en el complejo proceso de la memoria y el aprendizaje, estableciendo que la memoria es evocada por cambios directos en los millones y millones de sinapsis que forman los puntos de contacto entre las neuronas.​

Antonio Alcalá Malavé consiguió en 2002 descubrir que las áreas cerebrales 17,18 y 19 de Brodman servían además de para inducir el fenómeno físico y químico de la visión, para informar del riesgo cardiovascular y algunas demencias. Ese "informe biológico" se traduce como fallo visual en la calidad, cantidad, color y contraste de las imágenes que llegaban al cerebro o que eran procesadas por el mismo aunque ya aberradas. Sus trabajos son verificables por campimetra computarizada y análisis computarizado cromático.

Roderick MacKinnon obtuvo en 2004 la primera imagen tridimensional de los átomos que forman la proteína de los dos canales iónicos: un canal pasivo de potasio y un canal de potasio activado por voltaje. Recibió el Premio Nobel de Química.

En 2014 los psicólogos y neurocientíficos noruegos Edvard Moser y su esposa May-Britt Moser compartieron con el británico John O'Keefe el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus estudios sobre las células de lugar del hipocampo: una clase de neuronas que codifica la ubicación espacial en la que se encuentran los mamíferos como las ratas y los seres humanos, y les permiten orientarse en el espacio. Ciertos grupos de neuronas hipocampales se activan o no, dependiendo del lugar de una habitación en el que un sujeto se encuentre en un momento determinado.

Además de la secuencia histórica asociada a la neurona y a los conjuntos neuronales, es posible seguir la evolución de las neurociencias considerando la secuencia histórica de las teorías destinadas a establecer la función de cada sector del cerebro, o bien la consideración de que no existiría una locación concreta de las funciones cerebrales.

El neurólogo alemán Franz Joseph Gall (1758-1828) desarrolló el sistema frenológico, mediante el cual cada facultad psíquica tendría su asiento en determinado grupo de células cerebrales. Así, toda la corteza cerebral estaría constituida por "órganos" distintos.

El fisiólogo francés Pierre Flourens efectuaba la ablación de partes del cerebro de animales y estudiaba su conducta. De manera que, según lo que los animales dejaban de hacer, podía inferir las funciones de la parte extraída. Observó que con el tiempo se restablecía la función original, con independencia de la parte dañada.

Luego del fallecimiento de un paciente con trastornos en el lenguaje, el neurólogo y antropólogo francés Paul Broca estudió su cerebro y encontró una lesión en el tercio posterior de la circunvolución frontal inferior del hemisferio izquierdo.​ Estudió a otros pacientes con problemas similares y encontró las mismas lesiones en la ahora denominada área de Broca. Este especialista llegó a afirmar: "Nosotros hablamos con el hemisferio izquierdo".

Carl Wernicke descubrió la que ahora se denomina área de Wernicke, zona del cerebro cuyas lesiones producen perturbaciones en la comprensión del habla. Sus descubrimientos, junto a los de Paul Broca, estimularon los estudios localizacionistas durante el siglo XIX.

Walter Rudolf Hess descubrió la organización funcional del cerebro medio como coordinador de las actividades de los órganos internos. Empleando estimulación eléctrica en ciertas zonas del mesencéfalo, Hess pudo reproducir funciones autónomas espontáneas, modificaciones en la respiración o la circulación, entre otras respuestas.

Los estudios de Roger W. Sperry permitieron determinar que, aunque cada uno de los dos hemisferios del cerebro (izquierdo y derecho) intercambia información con el otro a través del cuerpo calloso y otras comisuras más pequeñas, existen notables diferencias en la forma de procesamiento de la información entre uno y otro.

David H. Hubel y Torsten Wiesel descubrieron las características del procesamiento de la información visual. Estudiando su desarrollo en gatos pequeños, detectaron la capacidad de las neuronas corticales para reorganizarse ante situaciones de privación sensorial y determinaron que la reorganización de las neuronas corticales ocurre solo en periodos determinados.​

Referencias

1. "What is Neuroscience" (en inglés). Washington DC: Society for Neuroscience.

2. Applications, National Research Council (U.S.). Committee on Opportunities in Neuroscience for Future Army (1 de junio de 2009). Opportunities in neuroscience for future army applications (en inglés). National Academies Press. .

3. ↑ Manes, Facundo; Niro, Mateo (2014). Usar el cerebro. Buenos Aires: Planeta. .

4. Terigi, Psicología Educacional (2013). "1". La especificidad del aprendizaje escolar. Universidad Nacional de Quilmes. p. 29. .

5. Dueñas Gabriela, ¿Niños o Síndromes? (2011). "6". La patologización de la infancia. noveduc libros. p. 97. .

6. [1] van Hemmen, J.L. and Sejnowski, T.J.(ed), 23 Problems in Systems Neuroscience, Oxford University Press, 2006

7. Luis Ignacio Brusco (2018). "La plasticidad del cerebro en la niñez. Por Dr. Luis Ignacio Brusco.".

8. "Trastornos del sueño y de los ritmos biológicos en la enfermedad de alzheimer - NLM Catalog - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov.

9. Llinás, Rodolfo (1988). "The Intrinsic Electrophysiological Properties of Mammalian Neurons: Insights into Central Nervous System Function". Science 242: 1654-1664.

10. ↑ "Principios de neurociencias para psicólogos" de M.A. Álvarez González y M. Trápaga Ortega - Editorial Paidós SAICF - ISBN 950-12-3464-9

12. La relación ética, neurociencias y Derecho.J.F.Martinez, 2017-12

Kandel, Eric R. En busca de la memoria. Katz Editores. ISBN 978-987-1283-40-8.

Polanco, R. (2007). "El objeto de la mente: Revisión histórica sobre el abordaje de la mente." Revista de Psicología U. Valparaíso, 4, dic.

Santos Salvaggio, Premios Nobel. Ramón Sopena. ISBN 84-303-0790-7.

Documentales

Enlaces externos

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La neurociencia es un campo de la ciencia que estudia el sistema nervioso y todos sus aspectos; como podrían ser su estructura, función, desarrollo ontogenético y filogenético, bioquímica, farmacología y patología; y de cómo sus diferentes elementos interactúan, dando lugar a las bases biológicas de la cognición y la conducta.​​​ Los hombres deben saber que el cerebro es el responsable exclusivo de las alegrías, los placeres, la risa y la diversión, y de la pena, la aflicción, el desaliento y las lamentaciones.