Educación 5047 Dra. Ramonita de Lourdes Dáíz Jiménez, Ed. D; CPL; SITPR

El cerebro educado: Bases de la neuroeducación Antonio M. Battro1 y Daniel P. Cardinali2 NeuroLab Marín, Av. del Libertador 17115 - Buenos Aires - República Argentina.

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Academia Nacional de Educación. En la web: http://www.byd.com.ar/cvamb.htm

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Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires. En la web: http://www.daniel-cardinali.medem.com Terminología Muchas veces la elección de un nombre influye en el desarrollo de una disciplina, y no siempre esta elección es la más feliz. No basta, por cierto, con anteponer el término “neuro” a otra palabra para abrir un nuevo campo de estudio. Habrá que probarlo en los hechos. Es verdad que términos como neuroanatomía, neuroquímica, neurofisiología, neurología, neurocirugía, neuropsicología, se refieren a disciplinas plenamente aceptadas. Pero, han aparecido, recientemente, nuevos téminos como neurofilosofía (Churchland, 1986), neuroética (Marcus, 2002; Gray & Thompson, 2004), neuroeconomía (http://www.pauljzak.com/index.php), neuroestética (www.neuroesthetics.org)que aún están “a prueba”. La neuroeducación forma parte de este último grupo. Es una ciencia en construcción. Es muy instructivo reflexionar sobre estos debates de nomenclatura en otras disciplinas. Por ejemplo, veamos el significado de “computadora” y “computación”, que son traducciones del inglés, “computer” y “computation”, de allí “computer sciences” o “ciencias de la computación”. Originalmente el término “computer” se refería exclusivamente al operador humano, al calculista, a la persona que computaba, que calculaba. Cuando se inventaron las primeras máquinas de cálculo automático el término de computador o computadora se transfirió, sin más, a la máquina (Pratt, 1987). Evidentemente, el nombre le quedó corto pues las computadoras actuales hacen muchísimas más cosas que calcular pero, cuando se intentó cambiarlo, ya era tarde. También es interesante ver el ciclo de algunos conceptos en ciencias que tienen un gran auge y después desaparecen. Ello sucedió, por ejemplo, con “cibernética”, un neologismo inventado por Norbert Wiener en los años 40 y que hoy es un término poco usual. Otros fluctúan en las preferencias de los investigadores y de las universidades como ha sucedido con el término “inteligencia artificial” (Artificial Intelligence, AI, en inglés). Su origen se remonta a un famoso encuentro realizado en Darmouth College, New Hampshire en 1956, que reunió a un grupo selecto de notables científicos que dieron un impulso considerable a la nueva disciplina, como Marvin Minsky, Herbert Simon, Allen Newell y John McCarthy. Fué este último quien bautizó la conferencia como The Darmouth Summer Research Project on Artificial Intelligence. En ese momento se trataba de un manifiesto verdaderamente revolucionario, casi de una ideología científica, pero la prodigiosa expansión de las ciencias de la computación y de la inteligencia transformaron aquella visión cuasi “profética” sobre la inteligencia artificial en una especialidad más. No se puede decir que “neuroeducación” haya sido un término nacido de un consenso de expertos o de la propuesta de un grupo de pioneros. Posiblemente ha aparecido al mismo tiempo en varios lugares, y no tenemos certeza de que vaya a perdurar. Nosotros hemos propuesto el término “neuroeducación” en un artículo publicado en el diario La Nación de Buenos Aires en 1996, con el título “Más cerebro en la educación” cuando aún estábamos muy lejos de anticipar lo que vendría (Battro & Cardinali, 1996). Por el momento lo utilizamos como una expresión de valor instrumental, fácil de traducir y de comprender. Hay mucho de azar en la aceptación social y académica de un neologismo y “neuroeducación” no es una excepción.

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En primer lugar, la neuroeducación sugiere, obviamente, una forma de interacción entre las ciencias de la educación y las neurociencias. Pero puede haber muchas dudas al respecto, por ejemplo, las enunciadas por John T. Bruer en su penetrante crítica de 1997, “ A bridge too far”, sobre el largo camino que nos falta por recorrer antes de poder establecer puentes sólidos entre ambos grupos de disciplinas (Bruer, 1997), aunque recientemente el mismo autor ha sugerido algunas soluciones (Bruer, 2002; 2005). Dicho de otra manera, postular la existencia de una simple intersección de temas no asegura la validez o fecundidad de una interdisciplina. Tal vez sea mejor hablar de transdisciplina donde la emergencia de un nuevo campo – como la neuroeducación- se debe a la interacción dinámica de diferentes campos ya consolidados (Koizumi, 2001). Ciertamente la neuroeducación es un campo emergente que se encuentra apenas en sus comienzos y puede dar lugar a confusión. Bastaría recorrer Internet para comprobar que hay centenares de referencias muy dispares (algunas decididamente estrafalarias) con ese nombre. En segundo lugar, no siempre es útil dar una definición a priori de un nuevo campo de estudio, pues la práctica, muchas veces, produce recortes o ampliaciones del concepto en cuestión. Mejor que definir un marco conceptual es establecer criterios que puedan ser susceptibles de verificación y estimulen la investigación, tanto en la teoría como en la práctica (Damasio, 1994). La búsqueda de datos experimentales y clínicos, en el caso de la neuroeducación, debe ser prioritaria. Pero conviene prestar la máxima atención a la agenda científica puesto que no todo lo que se “puede hacer” se “debe hacer” cuando se trata de la educación. Algunos de estos criterios apuntan al campo de los valores, en particular a la ética de los métodos neurobiológicos aplicables a la enseñanza y al aprendizaje. Algunos métodos podrían vulnerar el principio de prudencia, otros el de responsabilidad o el derecho a la intimidad, para mencionar sólo ciertos obstáculos morales y legales que podrían presentarse. En este sentido, una “neuroética” comienza a perfilarse como necesaria en el siglo XXI y se está convirtiendo en tema de reflexión y debate (Marcus, 2002). Su aporte será decisivo para el futuro de la neuroeducación. En tercer lugar, todavía estamos lejos de contar en la neuroeducación con una genuina transdisciplina, como la de la “biología molecular”, por ejemplo, que ha ido inventado sus propios objetivos, métodos y tecnologías durante medio siglo. En el caso de la neuroeducación debemos apoyarnos en la práctica más que en la teoría y podríamos, tal vez, aprovechar la experiencia de lo sucedido en el campo de las tecnologías informáticas en la educación. En efecto, hace una generación muchos se preguntaban cuál sería el aporte de las ciencias de la computación en la escuela. Lo mismo se preguntan muchos hoy sobre el valor y el propósito de estudiar el cerebro en la escuela. La respuesta a la primera pregunta está a la vista en miles de aulas en todo el mundo, donde los niños y niñas de las más variadas culturas aprenden a usar las computadoras para calcular, escribir, editar, traducir y corregir textos, intercambiar mensajes en Internet, dibujar y pintar, hacer música, controlar sensores y motores, buscar y guardar información, diseñar presentaciones, y muchas otras cosas que eran inimaginables cuando se instalaron las primeras máquinas en las aulas hace unos 20 años. Pensamos que algo semejante ocurrirá con el estudio del cerebro en las escuelas, cuando la neuroeducación sea parte integral de la enseñanza y del aprendizaje. Con el correr del tiempo los hechos responderán por sí mismos a la segunda pregunta sobre el estudio del cerebro en el aula. Analogías históricas Conviene repasar la historia de la informática y las comunicaciones y conectarla con las iniciativas en curso en neuroeducación. Comencemos por los mismos autores del cambio

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informático en educación, que no fueron inicialmente los mismos docentes, psicólogos o pedagogos, sino los expertos en ciencias de la computación interesados en el estudio del aprendizaje y la enseñanza. Tal vez, la figura más relevante fue Seymour Papert, matemático, colaborador de Jean Piaget en Ginebra, y profesor del Instituto Tecnológico de Massachusetts. El tema que interesaba a Papert y a sus colegas parecía muy alejado de las inquietudes teóricas y prácticas de los expertos en educación de aquel entonces. Sin embargo, en poco tiempo, muchos investigadores en el campo educativo se adhirieron a esta tarea, y la transformaron profundamente. Dejó de ser un terreno reservado a unos pocos expertos en computación para convertirse en el campo de acción de docentes y pedagogos de todas las disciplinas y en los más diversos países. Es interesante recordar también que la expansión no provino exclusivamente de aquellas maestras y profesores dedicados a las ciencias matemáticas o físicas, lo que podría ser previsible, sino de muchos otros relacionados con las humanidades, el deporte y las artes. Nuestra corta experiencia nos indica que algo semejante está sucediendo en la neuroeducación. No son los profesores de biología o psicología los que únicos que han demostrado un profundo interés en el tema del “cerebro educado”, muy por el contrario. El futuro nos deparará muchas sorpresas. Por otra parte, debemos recordar que algunas iniciativas generadas por los propios expertos en informática que llegaban, con las mejores intenciones, a las aulas fracasaron por la dificultad de lograr una inserción genuina de estas herramientas en los programas educativos tradicionales. Con los años estas tecnologías, a su vez, ayudaron a cambiar las características de muchas disciplinas. Los expertos en neurociencias cognitivas también percibirán cuán difícil es insertar sus conocimientos en el aula hasta lograr la colaboración entusiasta de los docentes. Pero podemos ser optimistas pues así como algunos expertos en informática se convirtieron en excelentes pedagogos y pudieron convocar a grupos de docentes inquietos y responsables, también los expertos en las ciencias del cerebro encontrarán zonas de común interés para desarrollar nuevas ideas en la escuela. En el caso de la informática esta unión fecunda permitió desarrollar aplicaciones educativas de valor que empezaron a multiplicarse y expandirse por el mundo entero. Sin este enorme esfuerzo habría sido difícil, o aun imposible, la globalización de tantas actividades humanas en el planeta. La escuela asentó, en efecto, de manera consistente y continuada, las bases de un “mundo digital” accesible para todos, y en todas partes. Por supuesto, aún falta mucho para que este proceso sea universal, pero el camino ya está trazado y es de esperar que se distribuya con justicia y probidad a las generaciones venideras. Un camino similar está por construirse en el campo de la neuroeducación. De esto se trata ahora, es nuestro desafío. Siguiendo la analogía con la “informática educativa”, que en sus comienzos fue mejor aceptada y aplicada en el tratamiento de ciertas discapacidades que para promover la diversidad deseable en todo aprendizaje, es interesante advertir que algunas de las investigaciones más promisorias en la neuroeducación se están realizando hoy también en el campo de los trastornos de aprendizaje. Uno de los temas más estudiados por las neurociencias cognitivas, por ejemplo, es el de la dislexia, el mismo que dio lugar a múltiples intervenciones pedagógicas en el aprendizaje de la lectura o la escritura con ayudas informáticas. Lo cierto es que el estudio del cerebro discapacitado o lesionado es y seguirá siendo un tema fundamental de la neuroeducación (Battro, 2000). Se repite, una vez más, la oportuna expresión de David Rose y Ann Meyer que “el futuro está en los márgenes” (Rose & Meyer, 2000), en referencia a aquellas nuevas tecnologías digitales que se aplican exitosamente en la educación de personas con discapacidades cognitivas, motoras o sensoriales y que, a su vez, resultan muy valiosas en el aprendizaje de cualquier

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niño (libros que hablan, textos impresos que se crean al dictado, etc.). Estas verdaderas “prótesis informáticas” funcionan como las rampas en un edificio para ayudar al discapacitado motor, pero además ayudan a todos los demás, grandes y chicos. Dicho esto, debemos dar un paso más en la neuroeducación pues el estudio del cerebro lesionado lleva al del cerebro sano, en particular durante el período de la infancia y la adolescencia. Además no debemos olvidar que el ser humano siempre aprende y se puede educar hasta el fin de su vida. Por eso la neuroeducación debe extenderse también fuera de los períodos de máximo crecimiento del sistema nervioso central para abarcar todo el arco vital. De hecho, estudios recientes realizados en Japón muestran hasta qué punto el cerebro senil se puede reactivar con el ejercicio intelectual sistemático (Kawashima & Koizumi, 2004). Finalmente, debemos recordar que el estudio del cerebro en actividad, y en actitud de aprender, o de enseñar, está muy ligado al progreso de la informática. Las nuevas técnicas de imágenes cerebrales, en efecto, se basan en un empleo masivo de recursos computacionales que permiten procesar la activación cerebral provocada por tareas específicas. Esta tecnología “no invasora” está ya disponible para observar la intimidad cerebral de muchos procesos de aprendizaje y seguramente provocarán una transformación de la enseñanza sólo comparable a la que trajeron las computadoras en el aula. Estamos convencidos de que la neuroeducación agregará una nueva dimensión al proceso educativo. Para ello será imprescindible revisar algunos prejuicios, construir nuevos marcos teóricos, convocar a especialistas de variadas disciplinas, convertir a ciertas escuelas en centros de investigación Tecnología y cultura Es preciso hacer algunas advertencias antes de seguir explorando estos temas. Debemos siempre ser prudentes en la hora de implementar nuevas tecnologías en el campo de la educación. Muchas personas podrían ser inducidos a error por la irrupción de las investigaciones cerebrales en la escuela, como sucedió cuando se instalaron los primeros centros de computación. Inicialmente, muchos talleres y laboratorios se convirtieron en el reducto de algunos pocos expertos, conocedores de las nuevas tecnologías digitales pero no siempre competentes en su aplicación en la enseñanza. Fue necesario que los preciados equipos informáticos y sus programas desbordaran esos ambientes cerrados y pasaran a las aulas y a las casas para que se convirtieran en auténticas herramientas del aprendizaje y de la enseñanza. Y lo hicieron por la fuerza del mercado y el impulso de muchos docentes que advirtieron las formidables ventajas de la computación en la educación. Lo más notable es que esta transformación se reprodujo a escala planetaria, independientemente de los tecnócratas y de las políticas de los estados. Incluso aquellos pueblos que privilegian el delicado y arduo aprendizaje de un simbolismo gráfico muy complejo como son, por ejemplo, los caracteres chinos o japoneses, han asimilado con entusiasmo el empleo de la computadora en la escuela. Debemos adaptar siempre la tecnología a la cultura y no la inversa. El caso chino o japonés, en este sentido es ejemplar, pues ha conservado lo esencial de la escritura ideográfica en la nueva plataforma digital. Esto nos ayuda a destacar la necesidad de preservar los valores culturales, la diversidad de las lenguas y de los hábitos escolares propios de cada pueblo cuando se quiere implementar una nueva tecnología en la educación. Si pretendemos indagar en la intimidad del “cerebro educado” también será absolutamente necesario tener en cuenta los valores propios de cada cultura. Veremos, seguramente, que los cerebros se educan de manera diferente en cada cultura. Por lo pronto, ya sabemos que el cerebro que lee en inglés como primera lengua activa

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zonas corticales que no son las mismas del cerebro que lee en italiano, por ejemplo (Paulesu et al., 2000). Es propio del ser humano extender el alcance de un método o de un procedimiento, de una herramienta o de una idea, más allá de los límites aceptables. Así se generan los “reduccionismos” y la neuroeducación no es, ni será, inmune a ello. Existe, en efecto la tentación o fantasma del “neurologismo”, es decir, de mirar y de evaluar todo el complejo sistema educativo a través de las neurociencias, lo que sería un despropósito. Es más, una neuroeducación bien entendida debe ser consciente de sus propios límites y nunca pedir a sus instrumentos materiales y conceptuales más de lo que puedan rendir. A esto se agrega el peso de la historia de las ciencias. Por razones históricas los primeros avances sustanciales en el estudio del cerebro humano han sido generados en el mundo de la patología, de la lesión cerebral. La obra pionera en el siglo XIX del neurólogo Paul Broca sobre las afasias, fue el origen del desarrollo espectacular de la neuro-psico- lingüística actual. El origen de muchas investigaciones sobre las bases neuronales del aprendizaje humano en general, y de la educación en particular, proviene, en efecto, de los estudios realizados sobre los “trastornos” del aprendizaje, más que sobre el aprendizaje “normal”. Por eso corremos el riesgo de caer en lo que podríamos llamar el “sesgo del neurólogo” (the neurologist bias), es decir focalizar predominantemente la investigación neuroeducativa en los casos clínicos más evidentes de trastornos del aprendizaje (autismo, desorden atencional, hiperactividad, dislexia, discalculia, etc.). Es clarísimo que también nos debemos ocupar de estos casos, pero el mundo de la educación no se limita a ellos. Al educador, por ejemplo, le interesa no sólo enseñar a leer y superar los escollos de todo orden que se presentan en este proceso, sino enseñar a leer bien y leer cosas buenas, de valor. Lo mismo sucede en las demás artes y ciencias. La práctica de la neuroeducación: El NeuroLab en la escuela En la actualidad la mayoría de las investigaciones neuroeducativas se realizan con alumnos voluntarios que aceptan formar parte de un experimento a realizar fuera de la escuela, en laboratorios de prestigio académico donde se toman todos los recaudos éticos para que ello se haga de la manera más correcta posible, no dé lugar a engaño ni dañe la intimidad del sujeto ¿Qué sucederá cuando comiencen a introducirse nuevas tecnologías neuroeducativas, especialmente cuando sea común el estudio de las imágenes cerebrales, en las propias escuelas? Seguramente se repetirá lo que pasó con las primeras computadoras. Sólo un pequeño grupo de expertos estará a cargo, inicialmente, del laboratorio de neuroeducación de la escuela, del “NeuroLab”. Estará formado por personas competentes, bien entrenadas, ligadas principalmente a la neurología y a la psicología cognitiva. Este grupo inicial dará las pautas de la investigación, será referente ante las instituciones académicas y sus integrantes se convertirán en los autores principales de los trabajos y publicaciones. Además, sabrán respetar los códigos éticos que son de rigor en los laboratorios de investigación del cerebro humano. Sin embargo, esta primera etapa es necesaria pero no suficiente. Podemos prever que el equipo inicial de profesionales de las neurociencias cognitivas ajenos a la escuela, poco a poco irá aumentando con docentes del propio establecimiento y de otros lugares. Se constituirá, de esta manera, un grupo heterogéneo que abrirá nuevas perspectivas de investigación y una nueva temática educativa. Será necesario, también, que desde el mismo colegio se asegure la creación de un comité de ética ad hoc, como ya existen en hospitales y centros de investigación sobre el cerebro.

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La educación es mucho más que el aprendizaje, es el diálogo constructivo entre el aprendiz y el maestro, pero hasta el momento todo se ha concentrado en el aprendizaje del alumno, tal vez por el peso de la tradición del laboratorio experimental y de los modelos animales. Ciertamente el animal aprende pero no enseña (en el sentido en que lo hacemos los humanos). Llama, por ejemplo, poderosamente la atención que no existen aún estudios sistemáticos ¡sobre el cerebro docente! No conocemos ninguna imagen cerebral del maestro cuando enseña, pero tenemos miles de imágenes del cerebro de alumnos cuando aprenden. Es por tanto necesario que la neuroeducación se ocupe cuanto antes tanto del aprendizaje como de la enseñanza. Nuestro objetivo al proponer la creación de un NeuroLab dentro de la propia escuela es, precisamente, estudiar el diálogo entre el alumno y el docente a nivel de los procesos cerebrales de ambos participantes. Para ello es imprescindible contar con equipos de imágenes cerebrales en el establecimiento educativo y dar a los docentes una clara participación en la investigación junto a los expertos en neurociencias. Y además es imprescindible superar la barrera de las patologías. Muchas veces cuando se estudian los trastornos de aprendizaje más corrientes con ayuda de las neurociencias no se tiene en cuenta la gran plasticidad del cerebro humano durante su desarrollo, y lo que se entiende como discapacidad puede ser sólo una manifestación de la enorme diversidad de los aprendizajes posibles. Es el estudio científico de esta diversidad en el sentido más amplio, que incluye a la discapacidad - pero no se agota con ella- uno de los objetivos de la neuroeducación. Por decirlo con un ejemplo, cuando un neurólogo se ocupa de la aritmética, generalmente lo hace impulsado por un disturbio en el proceso de cálculo, provocado por una lesión cerebral que produce una discalculia o acalculia. Cuando un docente enseña a sumar o restar se preocupa en seguir ciertas pautas pedagógicas, primero enseña las operaciones con enteros positivos, después con números negativos, etc. Se basa en el sentido común y en una tradición secular. No necesita para ello la ayuda de experto en ciencias del cerebro. Un matemático, por su parte, se contenta con formular estructuras abstractas, formales y consistentes, como las operaciones de grupo, sin necesidad de hacer concesiones a la neuropsicología y a la pedagogía (Changeux & Connes, 1989). En cambio, un neurocientífico, más aún si es matemático de formación, tratará de unir las dos puntas, utilizando las tecnologías más avanzadas y las experiencias mejor controladas para entender cómo el cerebro es capaz de calcular “efectivamente” una simple diferencia entre números, por ejemplo (Dehaene, 1999). Hasta el momento, para hacer estos estudios se usan instrumentos de gran complejidad que sólo existen en laboratorios de avanzada. En el futuro, el propio contexto escolar guiará las investigaciones sobre la enseñanza de las matemáticas, a medida que estos instrumentos se instalen en la escuela. El trabajo en equipo entre neurocientíficos y docentes planteará, sin duda, nuevos problemas neurocognitivos, difíciles de imaginar fuera de la vida diaria de la escuela. Es de esperar que los propios alumnos se acoplarán a esta aventura del espíritu, como ha sucedido ya en el campo de la informática y de las comunicaciones. Como ejemplo de una intervención de las neurociencias cognitivas en educación en la Argentina presentaremos a continuación el proyecto de Cronoeducación del NeuroLab Marín. Cronoeducación: Estudios cronobiológicos sobre la calidad de sueño y aprendizaje en niños y adolescentes El problema El aprendizaje puede ser definido como la adquisición de nuevos conocimientos, nuevas habilidades o nuevas conductas y su almacenamiento en forma de memoria (Salamon,

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2002). El hombre se ha interesado en la forma en que este proceso se lleva a cabo desde la Antigüedad. En la historia de la filosofía y la psicología, dos corrientes contrapuestas de pensadores han tratado de brindar explicaciones al fenómeno. Unos pensaban que el aprendizaje se basaba en el procesamiento de la experiencia sensorial, mientras que otros creían que el conocimiento derivaba pura y exclusivamente del funcionamiento racional de la mente. Una tercera corriente ha tratado de integrar ambas ideas, proponiendo que el aprendizaje surge de la interacción entre la experiencia sensorial y su procesamiento racional en la mente. A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, a partir de los trabajos de Pavlov y Skinner, el aprendizaje fue concebido como un mecanismo esencialmente asociativo. Según estos autores, las ideas se asocian entre ellas en la mente con la ayuda de la experiencia. Estas ideas pueden descomponerse en ideas más simples y viceversa, estando determinadas las características de las más complejas por las características de las más simples. El avance en el campo de las neurociencias ha permitido en los últimos años reformular estas teorías, introduciendo conceptos de la neurología, neurobiología y biología celular (Salamon, 2002). Uno de los procesos esenciales del aprendizaje es la memorización. La información se almacenaría en el cerebro en tres instancias diferentes. La “memoria de trabajo”, cuyo sustrato neuroanatómico es la corteza prefrontal, almacenaría la información durante segundos, mientras el sujeto esté prestando atención a ella. Las otras dos instancias corresponden a las etapas de consolidación de la memoria. Al final del proceso, la información se almacena en la corteza cerebral, en las denominadas “cortezas de alto orden y asociativas”, que son las responsables de la capacidad operativa del cerebro. La “memoria de largo plazo” hace referencia al almacenamiento de la información consolidada en esas cortezas (Cardinali, 2005a). La información en proceso de consolidación es la “memoria de corto plazo”. Mientras el sujeto está aprendiendo un nuevo concepto, por ejemplo, lo aprendido está en proceso de consolidarse y forma parte de la memoria de corto plazo. Si el sujeto cesara el aprendizaje, la información adquirida terminaría por borrarse. Si el sujeto completara el aprendizaje, es decir, si la información llegara a consolidarse, pasará a formar parte de la memoria de largo plazo. El hipocampo es el área del cerebro involucrado en la consolidación de la memoria, aunque, como se ha dicho, no es el sitio donde la misma se almacena (Salamon, 2002; Cardinali, 2005a). La capacidad de focalizar la atención en una determinada tarea es fundamental para el aprendizaje, muchos niños y adultos con déficit de atención tienen serias dificultades para llevar a cabo aprendizajes. La corteza prefrontal está involucrada en este proceso. Durante la consolidación de la memoria, es decir en el pasaje de memoria de corto plazo a memoria de largo plazo ocurre un extensivo proceso de elaboración, que determina la calidad de la información almacenada. Además de la práctica, la elaboración de la información es clave para la memorización de la misma. El aprendizaje motor, vital para la correcta interacción del sujeto con el medio ambiente tiene circuitos diferentes a los comentados, estando involucrados estructuras subcorticales como los ganglios de la base o el cerebelo. El hipocampo no juega un papel significativo (Cardinali, 2005a). Influencia del sueño en el proceso de aprendizaje Durante el sueño ocurren varios procesos relacionados con el aprendizaje durante la vigilia, por ejemplo ciertas etapas de la consolidación de la memoria (Cartwright, 2004; Ficca & Salzarulo 2004; Walker & Stickgold, 2004). Durante el sueño, lo aprendido se

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consolidaría independientemente de la práctica, proceso vital para que ese aprendizaje en particular no se olvide y para el mantenimiento de aprendizajes anteriores. Una etapa del sueño es conocida como “sueño de ondas lentas” parecería ser especialmente importante para la consolidación de la memoria episódica. En esta etapa también ocurren importantes fenómenos fisiológicos, como la liberación de la hormona de crecimiento. El efecto del sueño sobre la consolidación dependería del aumento en el rendimiento del hipocampo. Una etapa del sueño, conocida como etapa REM, parecería tener especial relevancia para los aprendizajes motores y semánticos. El sueño es también vital para que, durante la vigilia puedan realizarse otros procesos relacionados al aprendizaje, por ejemplo, la focalización de la atención (Fletcher & Henson 2001; Casey et al., 2005). Es común observar excesiva somnolencia diurna en niños y adolescentes (Cardinali, 2005b). La somnolencia proviene de falta de sueño o perturbaciones en el mismo y muchas veces se acompaña de cambios en el humor o disminución en la capacidad intelectual. Sin embargo muchos escolares atribuyen esta somnolencia a la actividad escolar. Existen también otras circunstancias que pueden enmascararla, como el consumo de estimulantes (por ej. cafeína), la realización de ejercicio o por emociones intensas (Fallone et al., 2002). El crecimiento se acompaña de cambios importantes en la necesidad del sueño. Se ha observado que la cantidad de horas de sueño disminuye con el envejecimiento, siendo de alrededor de 11 en niños de 5 años y de 7 o menos en adolescentes de 18 años. Más aún, los requerimientos de sueño aumentan en forma proporcional con la edad. Entonces, aquellos que duermen menos son los que más lo necesitan (Cardinali, 2005b). Se han observado severas alteraciones en la conducta y capacidad en niños y adolescentes con excesiva somnolencia. Por ejemplo, muestran mayores índices de falta de atención y conductas caprichosas, mayor propensión a tomar conductas de alto riesgo o a adquirir hábitos perniciosos, como el consumo de alcohol o nicotina (Harpin, 2005). Estas alteraciones determinan que una gran proporción de niños y adolescentes con trastornos de sueño muestren bajo desempeño académico. En muchos casos, la restauración de la normalidad del sueño, disminuyó la somnolencia diurna, mejoró el humor y restableció la capacidad disminuida (Fallone et al., 2002). El proyecto Las técnicas de no invasivas de imágenes, como por ejemplo la Resonancia Magnética Funcional, han sido fundamentales para el avance de la neurobiología (Fletcher & Henson, 2001). Sin embargo, estos estudios son llevados a cabo en situaciones no naturales, alejados del ambiente donde normalmente se realiza el aprendizaje, la institución educativa. Tampoco se ha intentado analizar, mediante imágenes, las diferencias entre el aprendizaje en sujetos con o sin trastornos de sueño. Al acercar la neurobiología del aprendizaje al lugar donde tiene lugar dicho proceso, se vuelve posible utilizar las conclusiones de estos estudios para mejorar la forma en la que niños y adolescentes aprenden, preparándolos mejor para su vida futura. De esta manera, la ciencia da paso inmediato a la tecnología, en este caso en el ámbito educativo. En este proyecto se pondrá en acción una premisa fundamental de la creación del NeuroLab Marín: los experimentadores serán aquéllos docentes que indiquen su deseo de participar en el proyecto y quienes actuarán integralmente en el diseño, ejecución y evaluación bajo la orientación de los investigadores del NeuroLab. Sus Objetivos generales son: (a) Investigar la relación entre la calidad y cantidad de sueño del sujeto con la capacidad de aprendizaje y el desempeño académico; también intentarán relacionarán características

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familiares y sociales con ambos procesos. (b) Estudiar, mediante técnicas de imágenes no invasivas, el proceso normal del aprendizaje en niños y adolescentes. Nota: Estado actual de los estudios neuroeducativos En menos de una década la evolución de la neuroeducación ha sido extraordinaria y se expande a todo el mundo. Merece recordarse al respecto que, sólo hace dos años, uno de los textos más prestigiosos de las ciencias neurocognitivas no menciona siquiera el término “educación” en su índice (Gazzaniga, 2003). Pero las fronteras de la ciencia se mueven muy rápidamente y las iniciativas ligadas a la neuroeducación se multiplican en todas partes. Ya resulta difícil estar al corriente de las publicaciones, seminarios, congresos, cursos y proyectos sobre el tema. Lo que sigue es simplemente una breve reseña de algunas iniciativas significativas, con los links respectivos .El primer programa de posgrado dedicado expresamente a los estudios integrados de la mente, el cerebro y la educación se inició en 1998 en la Graduate School of Education de la Universidad de Harvard, bajo la dirección de Kurt W. Fischer (Mind, Brain and Education, MBE, http://isites.harvard.edu/icb/icb.do?keyword=mbe&pageid=icb.page635). En 2003, como parte del cuarto centenario de la fundación de la Academia de los Linces en Roma (1603), origen de la Pontificia Academia de Ciencias, tuvo lugar un encuentro sobre mente, cerebro y educación (www.vatican.va/roman_curia/pontifical_academies/acdscien/index_sp.htm). En esta ocasión se anunció también la creación de la sociedad internacional IMBES, International Mind, Brain and Education Society, con sede en Massachusetts (www.imbes.org) que en 2005 ha organizado una escuela de verano sobre el tema en el Centro Ettore Majorana para la Cultura Científica de Erice, Italia (www.ccsem.infn.it/). En China la Universidad del Sudeste en Nanjing cuenta desde 2002 con un centro dedicado a las neurociencias educativas con la dirección de Wei Yu (RCLS, Research Center for Learning Science, Southeast University, Nanjing, http://english.handsbrain.com) En Europa desde hace varios años el programa OECD/CERI coordinado por Bruno della Chiesa (www.cnice.mecd.es/oecd/department/cerebro.html) ha desarrollado varios programas de investigación sobre el cerebro y el aprendizaje de la lectura y de las matemáticas que se ha extendido a muchos paises. En 2004 se ha creado el Centro de Transferencia de las Neurociencias a la Educación de la Universidad de Ulm, bajo la dirección de Manfred Spitzer (www.mediaculture-online.de/Transferzentrum.679.0.html). En 2005 se ha creado un Centro de Neurocie ncias Educativas (CCEN: Center for Cognitive Educational Neuroscience www.dartmouth.edu/~news/releases/2005/02/01a.html) en Dartmouth College, bajo la dirección de Michael S. Gazzaniga, que ha recibido un significativo apoyo del programa de la National Science Foundation para el estudio del aprendizaje humano SLC (que se extiende también a las universidades de Boston, Carnegie Mellon y Washington). En Japón el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología MIXT patrocina varios proyectos sobre el cerebro y educación coordinados por Hideaki Koizumi. La lista de instituciones e iniciativas continúa extendiéndose en forma notable, lo que presagia un cambio de escala en los próximos años que tendrá efectos considerables en la educación.

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Referencias Battro A. M. & Cardinali D. P. (1996). Más cerebro en la educación. La Nación, Buenos Aires. 16 de Julio 1996. Battro, A. M. (2000). Half a brain is enough: The story of Nico. Cambridge: Cambridge University Press. Benington J.H. & Frank M.G. (2003). Cellular and molecular connections between sleep and synaptic plasticity. Prog Neurobiol 69(2):71-101. Bruer, J. T. (1997). Education and the Brain: A Bridge Too Far. Educational Researcher. 2-26(8): 1-13. Bruer, J. T. (2002). Avoiding the pediatrician's error: how neuroscientists can help educators (and themselves). Nature Neuroscience, Nov 5, Suppl:1031-3. Bruer, J. T. (2005). Building bridges in neuroeducation, in A. M. Battro, K. W. Fischer and P. Léna (editors) Mind, brain and education. Cambridge University Press, in press. Cardinali D.P. (2005a). Manual de Neurofisiología, 9ª. edición, Edición del Autor, Buenos Aires. Cardinali D.P. (2005b). Chronoeducation: how the biological clock influences the learning process, in A. M. Battro, K. W. Fischer and P. Léna (editors) Mind, brain and education. Cambridge University Press, in press. Cartwright R.D (2004). The role of sleep in changing our minds: a psychologist's discussion of papers on memory reactivation and consolidation in sleep. Learn Mem 11(6):660-663. Casey B.J., Tottenham N., Liston C. & Durston S. (2005). Imaging the developing brain: what have we learned about cognitive development? Trends Cogn Sci 9 (3):104-110. Changeux, J-P. & Connes, A. (1989). Matière à pensée. Paris: Odile Jacob Damasio, A. R. (1994). Descartes’ error. Emotion, reason and the human brain. New York: Avon Books. Dehaene, S. (1997). The number sense. Oxford: Oxford University Press. Fallone, G., Owens, J.A. & Deane J. (2002). Sleepiness in children and adolescents: clinical implications. Sleep Med Rev 6(4):287-306. Ficca G & Salzarulo P. (2004). What in sleep is for memory. Sleep Med 5(3):225-230. Fletcher PC & Henson RN. (2001). Frontal lobes and human memory: insights from functional neuroimaging. Brain 124(Pt 5):849-881. Gazzaniga, M. (Ed.) (2003). The new cognitive neurosciences. Cambridge, MA: MIT Press. Gray, J. R. & Thompson, P. M. (2004). Neurobiology of intelligence: Science and ethics. Nature Reviews Neuroscience 5, 471-482. Harpin VA. (2005). The effect of ADHD on the life of an individual, their family, and community from preschool to adult life. Arch Dis Child 90 Suppl 1:i2- i7. Kawashima, R. & Koizumi, H. (Eds) (2004). Learning therapy. Sendai: Tohoku University Press. Koizumi, H. (2001). Trans-disciplinarity. Neuroendocrinology Letters, 22, 219-221.

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Marcus. S. J. (Editor) (2002). Neuroethics: Mapping the field. San Francisco, CA: The Dana Press. Pratt, V. (1987). Thinking machines: The evolution of artificial intelligences. Oxford: Blackwell. Rose, D. H. & Meyer, A. (2000). The future is in the margins. Wakefield, MA: Center for Applied Special Technology (CAST). www.cast.org/udl/index.cfm/I=542 Salamon E. (2002). Mechanisms of knowledge learning and acquisition. Med Sci Monit 8(7):RA133-RA139. Walker MP & Stickgold R. (2004). Sleep-dependent learning and memory consolidation. Neuron 44(1):121-133.

12