Neurociencia del Aprendizaje y la Memoria: Fundamentos para la Educación

1. El Aprendizaje desde la Perspectiva de las Neurociencias

Durante la etapa escolar, se realizan numerosos aprendizajes. El cerebro está dispuesto para desarrollar gran cantidad de conexiones que se convertirán en conocimientos, habilidades y competencias.

Desde la pedagogía, podríamos decir que el aprendizaje es un proceso por el que adquirimos nuevos conocimientos y habilidades; desde la psicobiología, el aprendizaje permite generar nuevas redes neuronales de áreas interconectadas, cada vez más amplias y complejas. Estas redes neuronales son el resultado de la nueva información y la información asimilada.

Desde las neurociencias, el aprendizaje es un proceso dinámico en el que el cerebro está en constante funcionamiento, analizando, asociando, elaborando nuevas conexiones cerebrales y afianzando las conexiones experimentadas.

No hay aprendizaje sin memoria. La memoria es un conjunto de procesos que nos permiten aprender y está compuesta por: (1) la codificación, que se atiende a fin de que sea almacenada; (2) el almacenamiento o consolidación, que es el registro temporal o permanente de una información; y (3) la recuperación o el acceso a la información almacenada.

A los docentes les interesa el método de enseñanza para que el aprendizaje sea lo más sólido posible. A continuación, exploraremos los distintos tipos de aprendizaje.

1.1. Tipos de Aprendizaje: Asociativo y No Asociativo

Para los profesores, la didáctica de la instrucción es fundamental para que el alumno aprenda. En este sentido, existen diversas maneras de entender el proceso de aprendizaje en el ámbito escolar. El aprendizaje puede ser asociativo o no asociativo:

Aprendizaje No Asociativo

El APRENDIZAJE NO ASOCIATIVO se refiere a cuando el sujeto almacena información sobre un único estímulo que se presenta de manera repetida, propiciando el aprendizaje de nuevas respuestas. Los aprendizajes no asociativos son dos:

1. La habituación: disminución de la intensidad de una respuesta ante un estímulo repetido.
2. La sensibilización: intensificación de la respuesta a un estímulo cuando este se ha experimentado asociado a algo asertivo o nocivo.

Aprendizaje Asociativo

El APRENDIZAJE ASOCIATIVO es aquel en el que se aprenden las relaciones entre dos o más elementos, ya sea un estímulo y una respuesta, una conducta y sus consecuencias, o el contexto. Puede ser:

1. Perceptivo: Facilita el reconocimiento o la identificación de un estímulo, como discriminar la diferencia entre dos estímulos similares.
2. Condicionamiento: Asociación de varios estímulos (condicionamiento clásico de Pavlov) que generan una respuesta. También incluye la asociación de una conducta ante un estímulo y sus consecuencias, a las que llamamos refuerzos o castigos (condicionamiento instrumental u operante de Skinner).
3. Aprendizaje procedimental o motor: Incorporación en nuestras rutinas motoras de habilidades y procedimientos motores. Si bien es cierto que este tipo de aprendizajes incorpora también rutinas cognitivas para que se produzca.
4. Aprendizaje relacional o por modelos: Se trata del aprendizaje por el que adquirimos relaciones entre muchos componentes y la asociación entre ellos. La enseñanza basada en este tipo de aprendizaje es una de las más provechosas en el ámbito escolar. La instrucción a través de modelos se basa en la capacidad que el cerebro tiene para organizar, dar sentido, jerarquizar datos de forma rápida y extraer o crear modelos. Cuando el niño pequeño comienza a organizar en su cerebro la imagen de los padres y familiares cercanos, el hemisferio que utiliza es el derecho. Una vez conseguida la familiaridad con la imagen, es el hemisferio izquierdo el que se encarga de llevar a cabo el proceso de reconocimiento.
5. Aprendizaje por repetición: Otra forma de aprendizaje es aquella en la que repetimos una conducta hasta conseguir la familiarización con el proceso, apareciendo al final un modelo estructurado y bien conectado cerebralmente. En este tipo de aprendizaje se activa la corteza motora izquierda.
6. Aprendizaje por visualización: Se trata de un aprendizaje mediante la visualización de hechos, objetos y procesos. Se recuerdan mucho mejor las palabras asociadas a objetos, cosas, situaciones o lugares que las palabras abstractas. En este tipo de aprendizaje se activan casi las mismas áreas cerebrales que cuando realizamos una acción: por un lado, la corteza parietal, y por otro, la corteza motora secundaria, implicada en la planificación de conductas motrices.

1.2. El Aprendizaje por Imitación

Es el aprendizaje más básico empleado desde la lactancia por los niños y que permite la socialización. Se trata de un aprendizaje innato. En el ámbito escolar se imitan muchas cosas y situaciones, y se realizan pocos movimientos o conductas motrices. Es más, existe una imitación no intencionada, muy particular de los maestros, quienes están presentes muchas horas al día para el alumnado. De ahí la importancia de que el maestro lleve a cabo conductas ejemplares en el ámbito escolar.

La explicación neurobiológica se encuentra en lo que llamamos desde hace un par de décadas ‘neuronas espejo’. Se llaman así porque reflejan la conducta observada y se activan en el proceso de imitación. Se encuentran en la corteza premotora frontal.

1.3. Aprendizaje por Acción o Significativo

En la escuela, se parte de que el aprendizaje es un proceso que se adquiere a través de la experiencia y la práctica. El resultado final de este aprendizaje es la adquisición de habilidades motoras que hacen la conducta más eficiente, rápida y precisa.

En este aprendizaje participan las áreas premotoras prefrontales y el cerebelo. El cerebelo está asociado no solo a lo motor, sino también a la atención, el pensamiento y la memoria, siendo fundamental en el aprendizaje escolar. Además, intervienen la corteza parietal asociativa, la corteza motora secundaria y la corteza de asociación prefrontal dorsolateral.

Este tipo de aprendizaje se suele practicar en los colegios en todo tipo de actividades lúdicas, muy especialmente durante la etapa de Educación Infantil.

1.4. Aprendizaje Implícito y Explícito

El APRENDIZAJE IMPLÍCITO: Se produce de manera no voluntaria, no consciente y no requiere recuerdo deliberado. Son aprendizajes de carácter automático.

El APRENDIZAJE EXPLÍCITO: Se produce de manera voluntaria, somos conscientes del aprendizaje que estamos realizando y lo recuperamos de forma deliberada. Ambos tipos de aprendizaje suelen ir juntos: en muchas tareas hay un aprendizaje explícito y una serie de aprendizajes implícitos asociados.

La escuela diseña sus propuestas educativas centrándose en los aprendizajes explícitos. Establecen procesos de enseñanza-aprendizaje donde el recuerdo o evocación de lo aprendido son la base. Las neurociencias deben aportar información para que los maestros puedan diseñar didácticas encaminadas a reforzar este tipo de aprendizajes.

• Se sabe que el cerebro visual aprende mejor cuando se asocia el contenido visual con el motor (por ejemplo, la televisión).
• Un estudio con niños de 1 a 3 años que veían mucha televisión reveló que el 10% tenía problemas de atención a los 7 años.
• La variedad y la variación de los estímulos auditivos contribuyen a una mejor capacidad en el aprendizaje verbal (por ejemplo, la música).
• En cuanto a la adquisición del lenguaje, la organización de los esquemas básicos motrices es beneficiosa para el aprendizaje. De ahí la necesidad de estimular a los niños con el gateo, juegos de equilibrio o el aprendizaje de secuencias motoras.

2. Memoria y su Relación con el Aprendizaje

2.1. Breve Recorrido Histórico de la Memoria

Desde la psicología, Ebbinghaus estableció que la memoria seguía una serie de principios o leyes. Por su parte, William James realizó una primera división de la memoria en primaria y secundaria.

Ramón y Cajal propusieron que la memoria podría estar sustentada por cambios funcionales dentro de las sinapsis y señalaron que la memoria podría concebirse como una cierta reminiscencia de la capacidad de crecimiento y asociación propia de las células nerviosas.

A partir de ahí, surgieron nuevos autores con propuestas clasificatorias de la memoria, como Hebb o Kandel, quien fomentó con un estudio muy riguroso el concepto de memoria a largo plazo.

Años más tarde, Lashley comprobó cómo la extirpación de grandes áreas del cerebro animal no interfería en la realización de memorias específicas. Esto abrió la puerta a dos ideas que han permitido estudiar la memoria desde las neurociencias: o la memoria no es localizable en el cerebro en una estructura concreta, o las huellas mnésicas son estructurales, pero a la vez tan difusas que permiten que amplias lesiones no perjudiquen su ejecución.

Ante estas cuestiones planteadas por Lashley, Hebb planteó tres hipótesis sobre cómo está organizada neurológicamente la memoria:

1. El aprendizaje se construye con huellas de memoria que son de algún modo estables y crean estructura.
2. La repetición de una actividad crea cambios celulares duraderos que aumentan la estabilidad.
3. Esta repetición va creando agrupaciones de células que funcionan como un sistema cerrado y forman la huella de memoria.

En 1957, Scoville y Milner descubrieron por casualidad algo importante en relación con la memoria. Se trata de las conclusiones a las que llegaron tras el estudio detenido del caso ‘H.M.’. Este paciente sufrió una lesión que demostró que, tras la extirpación del hipocampo, se producía una amnesia persistente.

2.2. El Hipocampo y su Papel en la Memoria

El estudio del hipocampo nos permite afirmar que esta estructura tiene un papel esencial en la memoria de estímulos novedosos y en la formación de recuerdos de la experiencia, incluyendo la memoria espacial, declarativa, semántica y episódica. El hipocampo está muy activo en los procesos de memoria a corto plazo y en la consolidación de la memoria, pero menos en la memoria a largo plazo. Una lesión en el hipocampo no afecta a otros aspectos de la memoria.

El hipocampo tiene una función muy relevante en relación con la memoria espacial, siendo el encargado de recordarnos la ubicación de las cosas, situaciones o acontecimientos, y desempeñando un papel importante a la hora de encontrar atajos o nuevas rutas en sitios conocidos.

2.3. Otras Áreas Cerebrales y Trastornos de la Memoria

Amnesia del Síndrome de Korsakoff

Las personas que han consumido grandes cantidades de alcohol pueden sufrir un trastorno de memoria conocido como síndrome de Korsakoff. En sus fases avanzadas, se caracteriza por problemas sensitivos y motores, confusión extrema, cambios de personalidad y riesgo de muerte. La amnesia asociada a este trastorno en las primeras fases de la enfermedad es anterógrada, afectando a recuerdos explícitos episódicos. Posteriormente, se asocia a una amnesia retrógrada grave que puede extenderse hasta la infancia.

Algunas investigaciones con trastornos de memoria similares al síndrome de Korsakoff, como la amnesia asociada a pacientes con apoplejía, sugieren que esta amnesia retrógrada es consecuencia de una lesión en el diencéfalo medial: específicamente en los cuerpos mamilares o en los núcleos dorsomediales del tálamo.

Amnesia de la Enfermedad de Alzheimer

Es un trastorno de carácter progresivo que comienza con un deterioro leve de memoria y que acaba desarrollando una demencia muy grave. La amnesia asociada a este tipo de pacientes en fase de predemencia es más general que la de pacientes con lesión por síndrome de Korsakoff: en esta fase, los pacientes con enfermedad de Alzheimer presentan alteraciones anterógradas y retrógradas de memoria explícita, alteraciones de memoria a corto plazo y de algunos tipos de memoria implícita de material verbal y perceptivo.

Esto se debe a que estos pacientes tienen una grave reducción de los niveles de acetilcolina, la cual se genera en el prosencéfalo basal.